含水不饱和聚酯树脂合成方法

＊唐小磊 江校 张斐

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1.含水不饱和聚酯树脂的制备方法

我国的含水不饱和聚酯树脂的大致分类可分为水溶型和乳波型两大类。同时其中乳液型又可以仔细分为油包水型和水包油型以及微乳液型几类。通过加入一些碱性物质生成盐、加入表面活性剂进行乳化、在聚酯链中引人极性基团等方法均可以制得这些含水不饱和聚酯树脂。

（1）聚酯成盐法。不饱和聚酯树脂的端部通常会具有一类羧基，通过这种特殊的化学结构就可以很容易的与碱性物质发生一系列的中和反应并能够使之生成聚酯盐。聚酯盐是一种常见的含有离子键的化合物，聚酯盐的极性非常高，亲水能力非常强，并且在使用聚酯盐合成法的同时，聚酯盐不仅能够很快的溶于水，而且还可以对树脂的交联剂具有非常强的乳化作用，进而还可以使不饱和的聚酯树脂的性能，使水能与聚酯盐形成乳液。最早的出现的时候是在1967年由Horie等人首先报道了使用氢氧化钠、氢氧化钙、胺类、羟胺类、氨水和肼等一系列的碱性原材料来制备WCP。

（2）乳化法。这种方法表面所使用的活性剂主要就是由亲水基团和亲油基团两部分所组成，既能够亲水又能够亲油。这种方法既可以降低油水表面之间的张力，又能够使互不相溶的两种物质相互分散而形成均匀的分散体系。在外面加入表面活性剂是一种较为常用的制取乳液的方法。表面活性剂主要分为阳离子型、阴离子型和非离子型三大类别，在WCP的制备使用中主要是后两者的单独或者是混合使用。

（3）聚酯改性法。聚酯改性法这一类方法主要是在聚酯分子链中加入了需要的亲水基团，同时还增加了聚酯树脂的水溶性，再加上聚酯树脂本身又具有很强的亲油性，这种聚酯改性后的聚酯性能既亲水又亲油。这样既具有了表面活性剂的乳化性的性能，同时也还能够使不溶于水的交联剂和水一起形成一类乳液又或者是形成微乳液体系中具有这类含水不饱和聚酯树脂的性能。也可以使用这种极性非常高的单体合成聚酯法也可以增加聚酯的水溶性。如周菊兴等实验人员通过对此进行详细的研究了这种磺化的形成方法。他们首先使用了通常所用的化学合成方法来合成UP，并且还将UP同时能够溶解在有机相二甲苯当中，在这些东西完成了溶解以后，紧接着再加入NaHS03，同时在满足其他条件不再发生改变的条件下还可以在浓度为0.8%的三乙基苄基氯化铵中还需要在催化剂的使用条件下可以生成聚酯磺酸盐。在生成聚酯磺酸盐的情况下，此过程中所产生的一种基团是磺酸基团，这种基团最大的特点是既能够产生亲油能力，又能够产生一定的亲水能力。使得这种所形成的聚酯磺酸盐成为了一种呈现为阴离子型的离子表面催化剂。在作为一种新的表面催化剂的同时，还有一种很好的方式，还能够使这类产品与水和苯乙烯形成一种乳液。当使用物质自身所带着的离子基团时，这种可以直接的合成含水不饱和聚酯。这些情况对聚酯的改性的使用情况会更好。

2.含水不饱和聚酯树脂的性能研究

（1）含水不饱和聚酯树脂的固化性。含水不饱和聚酯树脂的固化性，就是不饱和聚酯树脂是由双键的不饱和的聚酯和交联剂组成的混合物，这是一种具有油性的树脂，这种性质使聚酯在水中不能有效的分散，如果混合少量的水还会影响它的固化性。主要是使用乳化法制备出含水不饱和聚酯树脂，研究它的储存性和固化性能，并且含水不饱和聚酯树脂的应用也较为广泛，适用于玻璃钢，塑料产品和一些加工使用的腻子粉等。通常我们会使用测定乳液体系在25℃稳定的温度下来探究凝胶的时间，在不同含水量的条件下，观察含水不饱和聚酯树脂的固化性能。在实验模拟中由树脂A来配制的含水树脂，可以随着体系中的含水量的不断增加，凝胶的时间也逐渐延长；当TEA的用量增加，凝胶时间也会明显延长。树脂B所配制的含水树脂，会随着体系中的含水量不断增加，但凝胶时间略有延长，在此过程中TEA用量增加，对体系的凝胶时间几乎没有影响。分析认为，因为树脂B本身的活性比较高，而且系统中的苯乙烯的含量也是比较多，所以会对体系中自由基的捕获能力较大，并且水和TEA对体系的固化性的影响也大大降低。我们可以判断出来树脂本身的活性对于含水不饱和聚酯树脂的合成影响较大。

（2）含水不饱和聚酯树脂的稳定性。含水不饱和聚酯树脂使用的浇铸体的稳定性，合成材料的稳定性是一个关系到合成物实用性的重要方面，并且影响到了含水聚酯树脂稳定性的主要因素是所测试试样的尺寸及其含水量的变化。所以，在合成不饱和聚酯树脂时应该主要考察到含水树脂试样的尺寸及含水量随时间的变化情况。通过一些实验的测试，含水聚酯树脂浇铸体试样的尺寸随时间改变的变化不大，并且外观也没有太大明显的变化。所以，可以说含水聚酯树脂具有良好的尺寸稳定性能。而所测的试样的含水量却随着时间的延长而逐渐降低，特别是在前几天的失水量较大。通过这些实验，我们可以发现含水量的不稳定性是这类工艺合成的一个缺点所在，但是目前我国还没有发现能够解决材料内部的方法。只能通过使用一些措施来加以避免，如在进行制作时，很好的控制好工艺中含水量的变化。

（3）含水不饱和聚酯树脂合成时浇铸体的阻燃性。一些数据表明，在含水质量分数为50%的聚酯树脂浇铸体的试样均可以达到GB2408-80I级，当含水量为20%的浇铸体的试样可以达到GB2408-80ll级。这一现象表明含水不饱和聚酯树脂具有着良好的阻燃性。同时也由于试样内含有大量的水分，也使得试样难以点燃、难以燃烧，而且燃烧时并不会产生有毒气体，烟雾也是比较少的。含水不饱和聚酯树脂是一种优良的阻燃性材料，并且，这种材料的阻燃性伴随着含水量的增加而提高。含水不饱和聚酯树脂玻璃钢的性能，含水不饱和聚酯树脂在力学方面的性能可以在使用玻璃纤维增强后得到很大的提高。虽然同一般的FRP相比，含水的FRP的力学性能要低一些，但是对于使用相同成本的一些制品，使用这种材料可使材料壁的厚度增大，刚性提高；从重量减小这一方面来考虑可以制作出重量轻的FRP制品，并且含水不饱和聚酯树脂的工艺性能还好，FRP制品的整体成本可进行进一步的降低，因此含水不饱和聚酯树脂FRP也有较高的应用价值。

（4）乳液的固化和贮存稳定性。对于含水UPR的固化情况研究，通常是使用氧化还原的反应体系，一般来说是使用过氧化酮-钴盐体系，并且配合叔胺共促进剂。有的为了防止乳化，在液贮存的过程中使用凝胶，必须确保在使用水溶性和油溶性两种阻聚剂的时候不能过量，使用过量的阻聚剂不仅会使UP变色，并且还会妨碍UPR的固化。有些报道提出，乳液中要求的油相的阻聚剂的含量高于水相，水相和油相都要有过剩的阻聚剂才可以防止树脂凝固。

3.结语

含水不饱和聚酯树脂这类特殊的新品种是不饱和聚酯树脂的中一个品种，伴随着我国科技经济的不断进步，同时在对于合成聚酯树脂这一方面的研究也在不断加深，同时还可以不断的提高在不饱和聚酯树脂上的研究技术，提高这一类型中的研究成果。不断投入使用新的制作设备，培养相关的技术人员，提高产品的质量和使用效果，生产出更绿色化的产品，降低对环境的污染情况。制造出含水不饱和聚酯树脂，使这种工艺的使用范围更广泛，使用效果更好。