專利名稱：一種改性乙烯基樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子組合物領(lǐng)域，尤其涉及一種乙烯基樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，世界上無(wú)碴軌道技術(shù)應(yīng)用較為成熟的國(guó)家是日本和德國(guó)。目前為止，日本板式無(wú)碴軌道鋪設(shè)已超過(guò)2700公里。日本從60年代中期就開(kāi)始板式無(wú)碴軌道的研究，經(jīng)過(guò) 40多年的發(fā)展，板式無(wú)碴軌道技術(shù)已經(jīng)十分成熟，開(kāi)始在全球大規(guī)模推廣應(yīng)用。無(wú)碴軌道的優(yōu)越性已經(jīng)被許多國(guó)家和地區(qū)認(rèn)可。由于板式軌道結(jié)構(gòu)中的軌道板為工廠預(yù)制，其施工方法為“由下至上”施工，軌道板狀態(tài)調(diào)整、CA砂漿灌筑完成后，其上部線路狀態(tài)的精細(xì)調(diào)整主要通過(guò)扣件進(jìn)行調(diào)整；特別是對(duì)于處在緩和曲線與豎曲線上(線路高低漸變)的無(wú)碴軌道來(lái)說(shuō)，利用預(yù)制的、厚度一定的調(diào)高墊板進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，難以滿足高速鐵路對(duì)線路平順性、支承均勻性的設(shè)計(jì)要求，必須設(shè)置充填式無(wú)級(jí)調(diào)高墊板。充填式墊板作為板式無(wú)碴軌道的主要部件，主要應(yīng)用于無(wú)縫鋼管的軌底與軌道辦的板頂面之間的調(diào)高及承重。所以制作充填式墊板的樹(shù)脂除了具有優(yōu)秀的抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度同時(shí)還需要良好的沖擊強(qiáng)度及斷裂延伸率。其技術(shù)指標(biāo)要求抗壓強(qiáng)度> 165MPa、彎曲強(qiáng)度彡55MPa、拉伸強(qiáng)度彡45MPa、斷裂伸長(zhǎng)率彡8%、沖擊強(qiáng)度彡7KJ/m2?，F(xiàn)在充填式墊板所采用的樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂，雖然乙烯基樹(shù)脂具有很好的耐腐蝕和耐候性，能夠長(zhǎng)時(shí)間存在于空氣中而不受環(huán)境影響，降低性能，但是乙烯基樹(shù)脂韌性不足，斷裂伸長(zhǎng)率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種固化后斷裂伸長(zhǎng)率滿足使用要求的改性乙烯基樹(shù)脂及其制備方法。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，按重量百分比計(jì)包括丙烯酸聚氨酯1 10份；環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份；其中，所述丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂由丙烯酸酯類化合物與聚氨酯聚合而成；所述聚氨酯是由異氰酸酯與聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合而成。優(yōu)選的，還包括填料10 100份。優(yōu)選的，所述丙烯酸類化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。優(yōu)選的，所述環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的數(shù)均分子量為1000 3000。優(yōu)選的，所述聚酯多元醇為聚乙內(nèi)酯多元醇或聚苯二甲酸酯多元醇。優(yōu)選的，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙烯均聚物、氧化丙烯與氧化乙烯共聚物、或四氫呋喃聚合物。
本發(fā)明還提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂，包括
a)將異氰酸酯、催化劑與聚酯多元醇或聚醚多元醇混合進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚氨酷；
b)將所述聚氨酯與丙烯酸酯類化合物反應(yīng)得到丙烯酸聚氨酯；
c (按重量份數(shù)計(jì)將所述丙烯酸聚氨酯I 10份，環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份混合均勻，得到改性乙烯基樹(shù)脂。
優(yōu)選的，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
優(yōu)選的，步驟a)具體為
al)將脫水后的催化劑與聚酯多元醇或聚醚多元醇混合，得到混合物；
a2)將所述混合物加熱至60 70°C，再向所述混合物中加入脫水后的異氰酸酯；
a3)將步驟a2)得到的產(chǎn)物用對(duì)羥基苯甲醚和濃硫酸終止反應(yīng)，得到聚氨酯。
優(yōu)選的，所述丙烯酸類化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。
本發(fā)明提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂，按重量份數(shù)計(jì)包括丙烯酸聚氨酯I 10份； 環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份；其中，所述丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂由丙烯酸酯類化合物與聚氨酯聚合而成；所述聚氨酯是由異氰酸酯與聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合而成。本發(fā)明提供的乙烯基樹(shù)脂使用丙烯酸聚氨酯改性乙烯基樹(shù)脂。由于丙烯酸聚氨酯不僅自身具有高延伸率的特性，同時(shí)由于引進(jìn)了不飽和雙鍵可以同乙烯基酯交聯(lián)反應(yīng)，所以在提高了樹(shù)脂斷裂伸長(zhǎng)率的同時(shí)還極大的保留了乙烯基酯樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度高耐腐蝕，耐候性好的特點(diǎn)。從而改善了原有乙烯基樹(shù)脂的缺點(diǎn)。
本發(fā)明還提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂的制備方法，將二異氰酸酯或其多聚體和多元醇反應(yīng)生成聚氨酯樹(shù)脂，在于丙烯酸酯反應(yīng)生成丙烯酸聚氨酯，然后各自制的環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂混合均勻。本發(fā)明提供的制備方法可以通過(guò)共混改性得到改性的乙烯基樹(shù)脂，方法簡(jiǎn)單容易操作，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。
本發(fā)明提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂，按重量份數(shù)計(jì)包括
丙烯酸聚氨酯I 10份；
環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份；
其中，所述丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂由丙烯酸酯類化合物與聚氨酯聚合而成；所述聚氨酯是由異氰酸酯與聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合而成。
乙烯基聚酯樹(shù)脂(VPR)是一種溶于苯乙烯液含有不飽和雙鍵的特殊結(jié)構(gòu)的不飽和聚酯樹(shù)脂，VPR乙烯基聚酯樹(shù)脂具有較好的耐蝕性能，優(yōu)于間苯型不飽和樹(shù)脂，力學(xué)性能與標(biāo)準(zhǔn)型環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂相當(dāng)?shù)?，尤其是耐疲勞性能和?dòng)態(tài)載荷性能；另外，較通用樹(shù)脂， VPR乙烯基聚酯樹(shù)脂又具有良好的耐候性能，同時(shí)VPR乙烯基聚酯樹(shù)脂又具有良好的玻纖4浸潤(rùn)性能和工藝性能，適合于各種FRP成型工藝，包括纖維纏繞、拉擠、手糊、噴射等各種復(fù)合材料工藝。本發(fā)明為了彌補(bǔ)乙烯基樹(shù)脂斷裂伸長(zhǎng)率不高的缺點(diǎn)，使用具有高彈性的丙烯酸聚氨酯進(jìn)行調(diào)節(jié)其斷裂伸長(zhǎng)率，另外由于要保證在提高斷裂伸長(zhǎng)率的同時(shí)還要保留原有乙烯基樹(shù)脂的耐腐蝕和高強(qiáng)度，而丙烯酸聚氨酯中具有不飽和雙鍵，能夠在固化劑的存在下快速的與乙烯基樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)。由于本發(fā)明提供的改性乙烯基樹(shù)脂在使用時(shí)需要進(jìn)行固化， 所以檢測(cè)的性能也是固化后的性能。另外，本發(fā)明，使用的是環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂，在乙烯基樹(shù)脂中加入環(huán)氧基團(tuán)，環(huán)氧基團(tuán)對(duì)水泥以及土壤的附著力比較好，能夠有效的與其他材料粘結(jié)。而且固化后能夠提高更高的硬度和耐磨性能。按照本發(fā)明，為了提高改性乙烯基樹(shù)脂的強(qiáng)度以及降低比重，優(yōu)選在所述改性樹(shù)脂中添加填料，所述填料優(yōu)選為鈣粉或滑石粉等，添加量?jī)?yōu)選為10 100份。按照本發(fā)明，所述丙烯酸類化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。分子鏈較短的丙烯酸酯化合物比較容易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，空間位阻小， 化學(xué)性質(zhì)比較活潑。所述環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的數(shù)均分子量為1000 3000。分子量較小的乙烯基樹(shù)脂的流動(dòng)性較好，方便與改性樹(shù)脂進(jìn)行共混。本法明提供的聚氨酯是通過(guò)異氰酸酯與多元醇在催化劑作用下得到的；所述多元醇優(yōu)選為聚醚多元醇和聚酯多元醇，羥值優(yōu)選為50 120mgK0H/g。更優(yōu)選所述聚酯多元醇為聚乙內(nèi)酯多元醇或聚苯二甲酸酯多元醇；所述聚醚多元醇優(yōu)選為聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙烯均聚物、氧化丙烯與氧化乙烯共聚物或四氫呋喃聚合物。按照本發(fā)明所述催化劑優(yōu)選為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。所述異氰酸酯優(yōu)選為二異氰酸酯，更優(yōu)選為芳香族二或多異氰酸酯，脂環(huán)族二或多異氰酸酯、脂肪族二或多異氰酸酯及上述異氰酸酯的改性物中一種或是幾種混合物。最優(yōu)選為甲苯二異氰酸酯或二苯基甲烷二異氰酸酯。為了得到所述改性乙烯基樹(shù)脂，本發(fā)明還提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂的制備方法，a)將異氰酸酯、催化劑與聚酯多元醇或聚醚多元醇混合進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚氨酯；b)將所述聚氨酯與丙烯酸酯類化合物反應(yīng)得到丙烯酸聚氨酯；c (按重量份數(shù)計(jì)將所述丙烯酸聚氨酯1 10份，環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份混合均勻，得到改性乙烯基樹(shù)脂。優(yōu)選自行制備丙烯酸聚氨酯，將多元醇與催化劑脫水后混合得到混合物，然后將所述混合物加熱到60 70°C，再向所述混合物中加入脫水后的異氰酸酯，保溫反應(yīng)2 3h，得到產(chǎn)物降溫至40 50°C，用對(duì)羥基苯甲醚和濃硫酸進(jìn)行反應(yīng)終止，同時(shí)對(duì)羥基苯甲醚能夠在濃硫酸的催化下與丙烯酸酯類化合物發(fā)生聚合反應(yīng)，將丙烯酸酯中的不飽和雙鍵添加入所述聚氨酯分子鏈中。按照本發(fā)明，所述多元醇與異氰酸酯催化劑按重量比優(yōu)選為10 1，所述丙烯酸酯與所述聚氨酯按重量比優(yōu)選為11 1。
制備好丙烯酸聚氨酯后，將所述丙烯酸聚氨酯與環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂進(jìn)行共混。共混的比例按照重量份數(shù)計(jì)，丙烯酸聚氨酯I 10份，環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份?；旌暇鶆蚝蟮玫礁男砸蚁┗鶚?shù)脂。
優(yōu)選的還包括將填料加入所述改性乙烯基樹(shù)脂中。
因?yàn)楸景l(fā)明提供的改性乙烯基樹(shù)脂使用時(shí)需要固化，固化方法優(yōu)選為將有效組分濃度為55被％的過(guò)氧化甲乙酮(MEKPO) :1.2wt%，有效組分濃度為6被％的辛酸鈷 0.4wt%，有效組分濃度為100 丨％的二甲胺(DMA) :0. 05wt%添加到所述改性乙烯基樹(shù)脂中，在25 C下保溫24h后，再升溫至80 C，保溫3h后固化檢測(cè)性能。
以下為具體實(shí)施例，詳細(xì)闡述本發(fā)明方案需要注意的是，本發(fā)明使用的環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂來(lái)自株洲時(shí)代電氣絕緣有限責(zé)任公司牌號(hào)為T006。
實(shí)施例I
在三口燒瓶中投入聚氧化丙烯二醇(羥值55-57mgK0H/g)100g，二月桂酸二丁基錫0. Olg，升溫至60-65°C，滴加甲苯二異氰酸酯(TDI) 9. lg，保溫2_3h，降溫至50°C加入對(duì)羥基苯甲醚0. 5g、濃硫酸0. 5g、滴加甲基丙烯酸甲酯9. 8g，反應(yīng)2-3h，升溫至80°C反應(yīng)lh， 出料。和環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂(分子量2000)按重量比I : 10澆注檢測(cè)，結(jié)果如表I所示
表I
檢測(cè)項(xiàng)目單位指標(biāo)要求檢測(cè)結(jié)杲試驗(yàn)方法抗壓強(qiáng)度MPa165170GB/T2569彎曲強(qiáng)度MPa5567GB/T2570拉伸強(qiáng)度MPa4555GB/T2568延伸率%89.5沖擊強(qiáng)度KJ/m277.5GB/T2571
固化條件55 % MEKPO過(guò)氧化甲乙酮I. 2 %，6 %辛酸鈷0. 4 %，100 % DMA : 0. 05%，溫度25°C下固化24h后，80°C 3h后固化。
實(shí)施例2
在三口燒瓶中投入聚氧化丙烯二醇(羥值110_114mgK0H/g)100g，亞辛酸錫 0. Olg,升溫至60-65°C，滴加六亞甲基二異氰酸酯(HDI) 18. 2g，保溫2_3h，降溫至50°C加入對(duì)羥基苯甲醚0. 5g、濃硫酸0. 5g、滴加甲基丙烯酸甲酯19. 8g，反應(yīng)2-3h，升溫至80°C反應(yīng) lh，出料，和環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂(分子量2000)按重量比I : 10澆注檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。
表權(quán)利要求
1.一種改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，按重量百分比計(jì)包括丙烯酸聚氨酯I 10份；環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份；其中，所述丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂由丙烯酸酯類化合物與聚氨酯聚合而成；所述聚氨酯是由異氰酸酯與聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，還包括填料10 100份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，所述丙烯酸類化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，所述環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的數(shù)均分子量為1000 3000。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，所述聚酯多元醇為聚乙內(nèi)酯多元醇或聚苯二甲酸酯多元醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，所述聚醚多元醇為聚氧化丙烯多元醇、聚氧化乙烯多元醇、氧化丙烯均聚物、氧化乙烯均聚物、氧化丙烯與氧化乙烯共聚物、或四氫呋喃聚合物。
7.一種改性乙烯基樹(shù)脂，其特征在于，包括a)將異氰酸酯、催化劑與聚酯多元醇或聚醚多元醇混合進(jìn)行聚合反應(yīng)得到聚氨酯；b)將所述聚氨酯與丙烯酸酯類化合物反應(yīng)得到丙烯酸聚氨酯；c (按重量份數(shù)計(jì)將所述丙烯酸聚氨酯I 10份，環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10 150份混合均勻，得到改性乙烯基樹(shù)脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫或辛酸亞錫。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟a)具體為al)將脫水后的催化劑與聚酯多元醇或聚醚多元醇混合，得到混合物；a2)將所述混合物加熱至60 70°C，再向所述混合物中加入脫水后的異氰酸酯；a3)將步驟a2)得到的產(chǎn)物用對(duì)羥基苯甲醚和濃硫酸終止反應(yīng)，得到聚氨酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸類化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂，包括丙烯酸聚氨酯1～10份；環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂10～150份；其中，所述丙烯酸聚氨酯樹(shù)脂由丙烯酸酯類化合物與聚氨酯聚合而成；所述聚氨酯是由異氰酸酯與聚酯多元醇或聚醚多元醇聚合而成。本發(fā)明提供的乙烯基樹(shù)脂使用丙烯酸聚氨酯改性乙烯基樹(shù)脂。由于丙烯酸聚氨酯不僅自身具有高延伸率的特性，同時(shí)由于引進(jìn)了不飽和雙鍵可以同乙烯基酯交聯(lián)反應(yīng)，所以在提高了樹(shù)脂斷裂伸長(zhǎng)率的同時(shí)還極大的保留了乙烯基酯樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度高耐腐蝕，耐候性好的特點(diǎn)。從而改善了原有乙烯基樹(shù)脂的缺點(diǎn)。本發(fā)明還提供了一種改性乙烯基樹(shù)脂的制備方法。
文檔編號(hào)C08L101/06GK102532930SQ201110461550
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉含茂, 周升, 夏賓之, 宋歡, 李強(qiáng)軍, 黎勇 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代電氣絕緣有限責(zé)任公司