全螺纹玻璃钢锚杆用不饱和聚酯树脂及制备方法与流程

文档序号:37748179发布日期:2024-04-25 10:35阅读:11来源:国知局

本发明涉及一种不饱和聚酯树脂及制备方法,特别涉及一种全螺纹玻璃钢锚杆用不饱和聚酯树脂及制备方法,属于高分子材料领域。


背景技术:

1、玻璃钢锚杆是一种由玻璃纤维和树脂制成的复合材料,广泛应用于土工、水利、交通等领域的隧道、坡面、围岩控制工程中。

2、近年来,随着高产高效矿井的大量建设,综采机械化程度不断提高,对支护材料的要求也不断提高,尤其在高瓦斯矿井,金属锚杆容易与综采机械的切割头碰出火花,易引发安全事故,这对金属锚杆的推广使用产生了制约。另外,金属锚杆不耐腐蚀,影响了支护的永久性。玻璃纤维增强树脂锚杆是近年发展起来的最新一代锚杆,俗称玻璃钢锚杆、玻璃纤维锚杆等,可以很好的解决上述问题。

3、由于玻璃纤维增强螺纹杆不反射电磁波,因此应用于工程的锚固与混凝土结构中则更具有特殊意义。由于玻璃钢优异的耐腐蚀性,有利于提高混凝土结构的耐久性,因此玻璃纤维增强螺纹杆还可以在部分建筑工程中替代混凝土结构中的螺纹钢筋。目前国内外已经有一些建筑物将玻璃钢筋用于建筑行业的混凝土结构中。且玻璃纤维增强螺纹杆的推广应用不仅可以节约成本,还能大大提高建筑物、桥梁等的使用寿命。

4、目前国内玻璃钢锚杆所用的粘合剂为通用型196不饱和聚酯树脂,没有专用的锚杆不饱和聚酯树脂粘合剂,由于通用的不饱和聚酯树脂的聚酯链上极性基团少,对玻璃纤维的浸润能力差,不能满足锚杆快速拉挤成型工艺,造成生产过程滴胶严重、玻璃钢锚杆扭矩低和锚杆表面粗糙,影响安全使用,已经影响行业的发展。


技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明的目的在于提供一种不饱和聚酯树脂的制备方法以及该方法制备得到的树脂,本发明的制备方法易行,原料易于获取,且制备得到的不饱和聚酯树脂首先粘度比较大,能够解决拉挤过程滴胶问题;其次对玻璃纤维的浸润性好,强度高;最后不饱和聚酯树脂的反应活性高,满足快速拉挤工艺,解决锚杆扭矩问题。

3、用于解决问题的方案

4、本发明提供一种不饱和聚酯树脂的制备方法,其包括以下步骤:

5、初反应步骤:在催化剂的存在下,将极性单体与二元醇进行初步反应,得到初反应产物,其中,所述极性单体包括间苯二甲酸磺酸盐和/或间苯二甲酸二甲酯磺酸盐;

6、缩聚反应步骤:将所述初反应产物、二元酸或其酸酐、与三元醇进行缩聚反应得到缩聚反应产物,其中,所述二元酸或其酸酐包括饱和二元酸或其酸酐和不饱和二元酸或其酸酐;

7、掺和步骤:在稳定剂的存在下,将所述缩聚反应产物与烯类单体混合,得到不饱和聚酯树脂。

8、根据本发明所述的制备方法,其中,所述极性单体与二元酸或其酸酐的摩尔含量之比为1:4~30,优选为1:7~20;和/或,

9、所述二元酸或其酸酐与二元醇的摩尔含量之比为1:1.00~1.20,优选为1:1.05~1.10;和/或,

10、所述二元醇与三元醇的摩尔含量之比为1:0.01~0.1,优选1:0.02~0.08;

11、以所述极性单体和二元醇的总重量为100%计,所述催化剂的用量为0.01~0.5%,优选为0.05~0.38%。

12、根据本发明所述的制备方法,其中,所述催化剂包括有机金属催化剂,优选包括醋酸锌、二丁基氧化锡和钛酸四丁酯中的一种或两种以上的组合;和/或,

13、所述二元醇包括乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、新戊二醇和二溴新戊二醇中的一种或两种以上的组合。

14、根据本发明所述的制备方法,其中,所述初反应步骤的反应条件包括:将所述极性单体、二元醇以及催化剂混合后,在140~185℃的温度下进行初步反应,得到初反应产物;优选地,所述初反应步骤是在惰性气体的保护下进行的。

15、根据本发明所述的制备方法,其中,所述不饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量大于所述饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量;优选地,所述不饱和二元酸或其酸酐与饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量之比为1~4:1,优选比为1.1~2.0:1。

16、根据本发明所述的制备方法,其中,所述三元醇包括甘油和/或三羟甲基丙烷;和/或,

17、所述饱和二元酸或其酸酐包括苯酐、间苯二甲酸、纳迪克酸酐、己二酸、癸二酸、四氢苯酐、四氯苯酐和六氢苯酐中的一种或两种以上的组合;和/或,所述不饱和二元酸或其酸酐包括反丁烯二酸、氯代顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐中的一种或两种以上的组合。

18、根据本发明所述的制备方法,其中,所述缩聚反应的反应条件包括:使所述初反应产物、二元酸或其酸酐与三元醇在140-210℃发生缩聚反应,直至酸值小于30mgkoh/g时,得到缩聚反应产物。

19、根据本发明所述的制备方法,其中,以所述缩聚反应产物的总重量为100%计,所述稳定剂的含量为0.0001~0.1%,优选0.005~0.05%;所述烯类单体的含量为20~50%,优选30~40%;和/或,

20、所述烯类单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、烯类甲苯、二烯类苯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或两种以上的组合;和/或,

21、所述稳定剂包括对苯二酚、邻苯二酚、叔丁基邻苯二酚、对甲氧基苯酚、苯醌、萘醌和环烷酸铜中的一种或两种以上的组合。

22、根据本发明所述的制备方法,其中,所述掺和步骤的条件包括:在稳定剂的存在下,将所述缩聚反应产物与烯类单体混合后于70~90℃保温,所述保温的时间20~40分钟。

23、本发明还提供一种不饱和聚酯树脂,所述不饱和聚酯树脂根据本发明所述的制备方法制备得到;优选地,用所述不饱和聚酯树脂制备的直径20mm的全螺纹玻璃钢锚杆的扭矩为50n·m以上,优选为60n·m以上,更优选为70n·m以上。

24、发明的效果

25、通过本发明的制备方法制备得到的不饱和聚酯树脂粘度比较大,拉挤过程中不会出现滴胶现象;本发明的制备方法制备得到的不饱和聚酯树脂极性大,对玻璃纤维的浸润性好;不饱和聚酯树脂的反应活性高,满足快速拉挤工艺,解决了锚杆扭矩问题。



技术特征:

1.一种不饱和聚酯树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述极性单体与二元酸或其酸酐的摩尔含量之比为1:4~30,优选为1:7~20;和/或,

3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂包括有机金属催化剂,优选包括醋酸锌、二丁基氧化锡和钛酸四丁酯中的一种或两种以上的组合;和/或,

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述初反应步骤的反应条件包括:将所述极性单体、二元醇以及催化剂混合后,在140~185℃的温度下进行初步反应,得到初反应产物;优选地,所述初反应步骤是在惰性气体的保护下进行的。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,所述不饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量大于所述饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量;优选地,所述不饱和二元酸或其酸酐与饱和二元酸或其酸酐的摩尔含量之比为1~4:1,优选比为1.1~2.0:1。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于,所述三元醇包括甘油和/或三羟甲基丙烷;和/或,

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,所述缩聚反应的反应条件包括:使所述初反应产物、二元酸或其酸酐与三元醇在140-210℃发生缩聚反应,直至酸值小于30mgkoh/g时,得到缩聚反应产物。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法,其特征在于,以所述缩聚反应产物的总重量为100%计,所述稳定剂的含量为0.0001~0.1%,优选0.005~0.05%;所述烯类单体的含量为20~50%,优选30~40%;和/或,

9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法,其特征在于,所述掺和步骤的条件包括:在稳定剂的存在下,将所述缩聚反应产物与烯类单体混合后于70~90℃保温,所述保温的时间20~40分钟。

10.一种不饱和聚酯树脂,其特征在于,所述不饱和聚酯树脂根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到;优选地,用所述不饱和聚酯树脂制备的直径20mm的全螺纹玻璃钢锚杆的扭矩为50n·m以上,优选为60n·m以上,更优选为70n·m以上。


技术总结
本发明提供一种全螺纹玻璃钢锚杆用不饱和聚酯树脂及制备方法。制备方法包括以下步骤:初反应步骤:在催化剂的存在下,将极性单体与二元醇进行初步反应,得到初反应产物,其中,所述极性单体包括间苯二甲酸磺酸盐和/或间苯二甲酸二甲酯磺酸盐;缩聚反应步骤:将所述初反应产物、二元酸或其酸酐、与三元醇进行缩聚反应得到缩聚反应产物,其中,所述二元酸或其酸酐包括饱和二元酸或其酸酐和不饱和二元酸或其酸酐;掺和步骤:在稳定剂的存在下,将所述缩聚反应产物与烯类单体混合,得到不饱和聚酯树脂。通过本发明的不饱和聚酯树脂粘度比较大,拉挤过程中不会出现滴胶现象;本发明制备得到的不饱和聚酯树脂极性大,对玻璃纤维的浸润性好。

技术研发人员:朱永刚,张伟民
受保护的技术使用者:北京贝思腾达科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/4/24
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