专利名称：无机阻燃不饱和树脂及用于该树脂的降粘分散助剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及化工产品，尤其涉及一种无机阻燃不饱和树脂及用于该树脂的降粘分散助剂。
背景技术：
不饱和树脂(UPR)由于其优异的强重比，逐渐应用于土木工程中的结构材料、造船工业、汽车工业、化工设备、轻工业产品及体育用品等领域。又由于其优异的粘附性能，不饱和聚酯树脂广泛用做复合材料的基体树脂，但与一些其他具有自熄特性如:酚醛树脂、脲醛树脂和密胺树脂等热固性树脂相比不饱和聚酯树脂碳氢含量很高，一旦着火，很容易燃烧。燃烧时伴有刺激性气味，并产生大量黑烟，因而限制其在一些场合的应用。以往采用含卤素阻燃剂来改善不饱和树脂的阻燃性，但这些含卤素的阻燃剂在燃烧时会释放有毒的烟雾，令人窒息，因而在交通运输领域禁止使用该种阻燃不饱和树脂。无机类阻燃剂弥补了卤素阻燃剂这一缺陷，其较为广泛使用的品种有:氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑等，但这些无机阻燃剂只有在高填量时才具有较好的阻燃效果，填充量大必然导致树脂混炼和成型时物料的流动性差，影响材料的加工性能和机械性能。目前，常用偶联剂如钛酸酯类、硅烷类、锆铝酸盐等对无机类阻燃剂进行表面改性。但由于偶联剂为小分子没有足够长的溶剂化链在无机类阻燃剂表面形成吸附层，则其相应的立体屏障不足以克服固体颗粒之间的相互吸引，从而也不能有效阻碍颗粒之间的聚集作用，降粘分散效果不够明显。具有一定长度溶剂化链聚丙烯酸酯类降粘分散助剂能在阻燃剂表面形成足够的吸附层，但溶剂化链太长，会使链之间发生链的缠结，导致颗粒聚集，而且过长的溶剂化链容易在粒子表面发生折叠，压缩空间位阻层，同时过长的溶剂化链具有比较大的溶剂化作用，会对超分散剂的锚固基团产生较大的拔离力，容易引起锚固基团的脱附。为获得良好的相容性，用于不饱和树脂中的溶剂化链其结构应与不饱和树脂中的链相似，不饱和树脂具有中等极性，其溶解 度参数一般在17.0 20.5之间，根据相似相溶原则，溶剂化链的溶解度参数要与此接近。除此之外，锚固基团能通过氢键、离子键、共价键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在固体颗粒表面，使超分散剂不易脱附。聚丙烯酸酯类降粘分散助剂符合以上原理对不饱和树脂/无机阻燃剂具有显著降粘、分散效果，从而提高其阻燃性倉泛。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种无机阻燃不饱和树脂。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种无机阻燃不饱和树脂，其特征在于，由以下重量百分含量的物质组成:纳米无机阻燃剂 40-50%，降粘分散助剂1-5%
余量为不饱和树脂；所述降粘分散助剂由以下重量百分含量的物质组成:丙烯酸酯60-83%，丙烯酸1-5%，引发剂6_15%，链转移剂10-20%。所述纳米无机阻燃剂选自纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁。所述不饱和树脂为不饱和聚酯树脂。所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。所述弓I发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。所述链转移剂选自异丙醇或十二烷基硫醇。上述降粘分散助剂的制备方法是，将溶剂置于带回流加热装置的烧瓶中，将配料量的丙烯酸酯、丙烯酸、引发剂和链转移剂置于恒压漏斗中并将其缓慢滴加入烧瓶加热反应，整个滴加速度控制在1.5-2.5小时内滴完，滴完后再继续回流反应1.0-2.0小时，最后通过减压蒸馏去除烧瓶 中剩余的溶剂及未反应的单体，即得到降粘分散助剂产品。所述溶剂为乙酸乙酯。所述加热反应的温度为70_90°C。反应中所述丙烯酸酯聚合成聚丙烯酸酯溶剂化链，该溶剂化链的长度为5-10nm。本发明的优点和特点是:1、无机类阻燃剂弥补了含卤素的阻燃剂在燃烧时会释放有毒的烟雾，令人窒息，使不饱和树脂可以在交通运输、建筑材料等领域使用，扩大了不饱和树脂的应用范围，有利于资源环境的保护。2、具有一定长度聚丙烯酸酯类溶剂化链的降粘分散助剂能在阻燃剂表面形成足够的吸附层，改善了无机阻燃剂在高填量时会导致树脂混炼和成型时物料的流动性，改善了阻燃树脂的加工性能和机械性能。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作详细的说明。实施例1偶氮二异丁腈+异丙醇(AIBN+IPA)体系合成降粘分散助剂该体系以聚丙烯酸乙酯作为溶剂化链，丙烯酸作为锚固基团。将足够量的溶剂乙酸乙酯置于烧瓶中，升温至80°C。另称取引发剂AIBN 15克、链转移剂IPA 20克、丙烯酸I克、丙烯酸乙酯64克搅拌均匀置于恒压漏斗中，并将其缓慢滴加入烧瓶，控制其滴速使其在2.5h后滴完，继续反应1.0h,使用减压蒸馏装置去除烧瓶中混有的溶剂及未反应的单体等，即得到本发明的一种降粘分散助剂。阻燃不饱和树脂的制备:在48克UPR中加入上述降粘分散助剂2克，高速混合3分钟后，最后加入50克的纳米ATH (纳米ATH在真空烘箱105°C干燥8h，去除ATH表面吸附水)高速混合10分钟，即得到本发明的一种无机阻燃不饱和树脂。实施例2
过氧化苯甲酰+异丙醇(ΒΡ0+ΙΡΑ)体系合成降粘分散助剂该体系以聚丙烯酸乙酯作为溶剂化链，丙烯酸作为锚固基团。称取足够量的溶剂乙酸乙酯置于烧瓶中，升温至70°C。另称取引发剂BPO 15克、链转移剂IPA 10克、丙烯酸2克、丙烯酸乙酯73克搅拌均匀置于恒压漏斗中，并将其缓慢滴加入烧瓶，控制其滴速使其在2.0h后滴完，继续反应1.5h，使用减压蒸馏装置去除烧瓶中混有的溶剂及未反应的单体等，即得到本发明的一种降粘分散助剂。阻燃不饱和树脂的制备:在59克UPR中加入上述降粘分散助剂I克，高速混合3分钟后，再加入40克的纳米ATH(纳米ATH在真空烘箱105°C干燥8h，去除ATH表面吸附水)高速混合lOmin，即得到本发明的一种无机阻燃不饱和树脂。实施例3过氧化苯甲酰+十二烷基硫醇(BP0+DDM)体系合成降粘分散助剂该体系以聚丙烯酸丁酯作为溶剂化链，丙烯酸作为锚固基团。称取足够量的溶剂乙酸乙酯置于烧瓶中 ，升温至90°C。另称取引发剂BPO 10克、链转移剂DDM 15克、丙烯酸3克、丙烯酸丁酯72克搅拌均匀置于恒压漏斗中，并将其缓慢滴加入烧瓶，控制其滴速使其在1.5h后滴完，继续反应2.0h,使用减压蒸馏装置去除烧瓶中混有的溶剂及未反应的单体等，即得到本发明的一种降粘分散助剂。阻燃不饱和树脂的制备:在52克UPR中加入上述降粘分散助剂3克，高速混合3分钟后，加入45克的纳米ATH(纳米ATH在真空烘箱105°C干燥8h，去除ATH表面吸附水)高速混合lOmin，即得到本发明的一种无机阻燃不饱和树脂。实施例4偶氮二异丁腈+十二烷基硫醇(AIBN+DDM)体系合成降粘分散助剂该体系以聚丙烯酸丁酯作为溶剂化链，丙烯酸作为锚固基团。称取足够量的溶剂乙酸乙酯置于烧瓶中，升温至85°C。另称取引发剂AIBN6克、链转移剂DDM 18克、丙烯酸5克、丙烯酸丁酯71克搅拌均匀置于恒压漏斗中，并将其缓慢滴加入烧瓶，控制其滴速使其在2.3h后滴完，继续反应1.8h，使用减压蒸馏装置去除烧瓶中混有的溶剂及未反应的单体等，即得到本发明的一种降粘分散助剂。阻燃不饱和树脂的制备:在48克UPR中加入上述降粘分散助剂4克，高速混合3min后，加入48克的纳米ATH (纳米ATH在真空烘箱105°C干燥8h，去除ATH表面吸附水)高速混合lOmin，即得到本发明的一种无机阻燃不饱和树脂。
权利要求
1.一种无机阻燃不饱和树脂，其特征在于，由以下重量百分含量的物质组成 纳米无机阻燃剂 40-50%， 降粘分散助剂1-5% 余量为不饱和树脂； 所述降粘分散助剂由以下重量百分含量的物质组成 丙烯酸酯 60-83%， 丙烯酸 1-5%， 引发剂 6-15%， 链转移剂 10-20%。
2.根据权利要求I所述的无机阻燃不饱和树脂，其特征在于，所述纳米无机阻燃剂选自纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁。
3.根据权利要求I所述的无机阻燃不饱和树脂，其特征在于所述不饱和树脂为不饱和聚酷树脂。
4.根据权利要求I所述的无机阻燃不饱和树脂，其特征在于所述丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述的无机阻燃不饱和树脂，其特征在于所述引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
6.根据权利要求I所述的无机阻燃不饱和树脂，其特征在于所述链转移剂选自异丙醇或十~■烧基硫醇。
7.权利要求I所述降粘分散助剂的制备方法，其特征在于将溶剂置于带回流加热装置的烧瓶中，将配料量的丙烯酸酯、丙烯酸、引发剂和链转移剂置于恒压漏斗中并将其缓慢滴加入烧瓶加热反应，整个滴加速度控制在I. 5-2. 5小时内滴完，滴完后再继续回流反应I. 0-2. O小时，最后通过减压蒸馏去除烧瓶中剩余的溶剂及未反应的单体，即得到降粘分散助剂产品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述溶剂为乙酸乙酯。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述加热反应的温度为70-90°C。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于反应中所述丙烯酸酯聚合成聚丙烯酸酯溶剂化链，该溶剂化链的长度为5-10nm。
全文摘要
一种无机阻燃不饱和树脂，由以下重量百分含量的物质组成纳米无机阻燃剂40-50％，降粘分散助剂1-5％，余量为不饱和树脂。上述降粘分散助剂由以下重量百分含量的物质组成丙烯酸酯60-83％，丙烯酸1-5％，引发剂6-15％，链转移剂10-20％。本发明中的降粘分散助剂的制备方法是以聚丙烯酸酯类为溶剂化链、丙烯酸为锚固基团，在链转移剂及引发剂参与下进行溶液聚合，溶剂化链的长度为5-10nm，对无机阻燃不饱和树脂具有较好降粘、分散及阻燃效果。本发明中的降粘分散助剂的降粘幅度及分散效果均优于目前常用改性剂，且其可以直接加入到复合体系中，无需预先对无机粉体阻燃剂进行改性，工艺简便，并能提高阻燃性，对含有纳米无机粉体的阻燃剂的复合体系的改性更为显著。
文档编号C08F220/14GK103254601SQ20131021113
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月30日 优先权日2013年5月30日
发明者李 远 申请人:华东理工大学