分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂及其制备方法

本发明属于改性树脂领域，尤其涉及一种分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用。背景技术：1、不饱和聚酯树脂(upr)作为一种常见的玻璃态热固性树脂，具有不理想的脆性。当前科学技术的飞速发展对热固性树脂的力学性能提出了更高的要求。研究人员开发了许多uprs的增韧方法，包括无机刚性颗粒、弹性体、互穿聚合物网络和化学结构改性。其中，通过添加纳米颗粒改性可以很容易地提高upr的强度，但韧性会受到影响。弹性体改性可以大大提高upr的韧性，但这是以牺牲强度为代价的。因此，亟需提供一种韧性和强度均表现较好的改进方式，以适应当前人们对热固性树脂的力学性能日趋严苛的环境。技术实现思路1、针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用。本发明通过马来酸酐(ma)与热固性不饱和聚酯树脂(upr)中的苯乙烯在不达到固化剂固化温度的情况下聚合形成sma低聚物，接着在达到固化剂固化温度后引发upr的交联并开始固化，将该树脂材料固化并成型，以形成sma和upr的复合材料，从而改善材料的弯曲和拉伸性能。2、本发明的目的通过以下技术方案实现：3、一种分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，包括如下步骤：4、(1)将马来酸酐(ma)和不饱和聚酯树脂(upr)混合，加热使马来酸酐熔化，然后搅拌至室温，得到混合物；5、(2)在步骤(1)的混合物中加入固化剂并搅拌均匀，然后进行消泡处理；6、(3)将消泡后的样品先在60～65℃下反应1h，再在80～90℃下固化1h，即制备得到分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂。7、优选的，步骤(1)中，马来酸酐和不饱和聚酯树脂的质量份数比为4～16：100。8、优选的，步骤(1)中，不饱和聚酯树脂为upr1910、upr1960和upr885中的至少一种。9、优选的，步骤(1)中，加热的温度为80～100℃。10、优选的，步骤(1)中，搅拌的方式为磁力搅拌，搅拌的时间为5～10min。11、优选的，步骤(2)中，固化剂为ot(过氧化异辛酸叔丁酯)、tbpb(过氧化苯甲酸叔丁酯)和pt-1085p中的至少一种。12、优选的，步骤(2)中，固化剂的加入量占不饱和聚酯树脂的0.5～5wt％。13、优选的，步骤(2)中，消泡处理的方式为：将样品置于真空烘箱中，抽真空到-0.09mpa待气泡除尽。14、上述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法制备得到的增强增韧不饱和聚酯树脂。15、上述增强增韧不饱和聚酯树脂在交通运输领域、基础工程领域和建筑领域中的应用。16、本发明的反应机理为：ma可以均匀分散到upr中。在60～65℃下，在达到固化剂的起始固化温度之前，ma和upr中的苯乙烯(st)发生聚合反应，形成sma低聚物。当温度升至80～90℃时，ot引发upr的固化，sma低聚物开始与upr进行交联反应，形成sma和upr的聚合物合金。17、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：18、本发明通过逐步固化，ma和upr中的st在低温反应产生的sma与在更高温度下固化的upr形成聚合物复合材料。这种材料的拉伸断裂韧性以及拉伸和弯曲强度都大大提高。通过简单可行的增韧和增强upr的方法，冲击强度也略有提高。这种增强upr的方法易于操作，价格低廉，并且在工业生产中高度适用。技术特征：1.一种分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：2.根据权利要求1所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述马来酸酐和不饱和聚酯树脂的质量份数比为4～16：100。3.根据权利要求1所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述不饱和聚酯树脂为upr1910、upr1960和upr885中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述加热的温度为80～100℃。5.根据权利要求1所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的方式为磁力搅拌，搅拌的时间为5～10min。6.根据权利要求4所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固化剂为ot、tbpb和pt-1085p中的至少一种。7.根据权利要求6所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固化剂的加入量占不饱和聚酯树脂的0.5～5wt％。8.根据权利要求1～3任一项所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述消泡处理的方式为：将样品置于真空烘箱中，抽真空到-0.09mpa待气泡除尽。9.权利要求1～8任一项所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法制备得到的增强增韧不饱和聚酯树脂。10.权利要求9所述增强增韧不饱和聚酯树脂在交通运输领域、基础工程领域和建筑领域中的应用。技术总结本发明公开了一种分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂及其制备方法和应用。所述增强增韧不饱和聚酯树脂的制备方法包括如下步骤：(1)将马来酸酐和不饱和聚酯树脂混合，加热使马来酸酐熔化，然后搅拌至室温，得到混合物；(2)在步骤(1)所述混合物中加入固化剂并搅拌均匀，然后进行消泡处理；最后将消泡后的样品先在60～65℃下反应1h，再在80～90℃下固化1h，即制备得到所述分步固化增强增韧不饱和聚酯树脂。本发明通过逐步固化，MA和UPR中的St在低温反应产生的SMA与在更高温度下固化的UPR形成聚合物复合材料。这种材料的拉伸断裂韧性以及拉伸和弯曲强度都大大提高。技术研发人员：姚军龙,吴鑫瑞,兰琼受保护的技术使用者：武汉工程大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16