技術領域

本發明涉及一種水性環氧/不飽和聚酯聚合物合金及其制備方法。

背景技術

不飽和聚酯樹脂（UPR）是熱固性樹脂，為不飽和二元酸、飽和二元酸和多元醇的縮聚產物，被廣泛應用于化工、機械、電器、交通運輸和建筑裝飾用人造石等相關領域。它所具有的交聯網狀結構使其復合材料制品在受熱和應力作用下具有較好的力學性能和尺寸穩定性，且電性能優良、耐化學腐蝕、加工工藝簡便價格便宜，但這種交聯結構在某些特定場合下使用時沖擊性能尚不能滿足要求，應用受到極大地限制。提高不飽和聚酯的抗沖擊性、增加其韌性是不飽和聚酯樹脂改性的一個重要研究方向。

環氧樹脂由于具有獨特的物理和化學性能，被用來改性不飽和聚酯已經有前人做過研究。中國專利CN101157818A公開了一種環氧改性的水性不飽和聚酯涂料制備方法，從其制備過程可以了解到，該專利的思路是以環氧樹脂與不飽和聚酯預聚體以嵌段共聚的方式形成大分子共聚物來達到改性不飽和聚酯的目的，結果表明，將這種樹脂應用于鋼材涂料其鉛筆硬度、耐熱、耐溶劑和耐鹽霧性能均得到了一定改善。雖然，此種方式已經被證明是一種行之有效的改性方法，但是，用環氧樹脂以嵌段共聚物的形式來改善不飽和聚酯的各方面性能，并沒有將環氧樹脂的優異性能完全的發揮出來。

互穿聚合物網絡（IPN）是一種兩種或以上聚合物的復合物，兩種或多種聚合物在互相存在的情況下各自交聯反應。兩種聚合物網絡的互穿和纏結有利于提高相的穩定性和最終材料的力學性能。這種體系的特點在于能起到“強迫相容”的作用，由于兩種聚合物網絡之間相互貫穿，相界面大，因此它不同于接枝、嵌段共聚物和一般聚合物混合物。互穿聚合物網絡來增韌熱固性樹脂的優越性主要表現在可通過限制相分離達到增強聚合物組分的混合程度，另一方面IPN形成過程中已通過改變反應參數如溫度、壓力、催化劑、交聯劑來控制形態結構。

臺會文等，在不飽和聚酯/聚氨酯互穿網絡聚合物基玻璃纖維增強材料的研究中，研究了該互穿網絡的動態熱機械性能及應用性能，結果表明，在不飽和聚酯樹脂中加入一定量的聚氨酯，使基質形成互穿網絡，其拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度均得到很大改善。駱小偉，李國明等人，合成了一種聚丙烯酸酯與不飽和聚酯互穿網絡聚合物，性能測試表明形成互穿網絡后，其耐酸性、耐水以及耐汽油等物理性能都相當好，并且有合適的玻璃化轉變溫度和良好的耐熱性能，可以做成涂料用樹脂。互穿網絡聚合物來改善不飽和聚酯的物理、化學性能已經被證實為一種高效的改性方法，將不飽和聚酯和環氧樹脂設計成互穿聚合物網絡的研究卻未見報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術而提供一種環氧/不飽和聚酯互穿網絡聚合物合金及其制備方法，其高效地發揮了環氧樹脂的改性作用，所得產物同時具備環氧樹脂和不飽和聚酯優良性能的，且以水為分散相，能廣泛地應用于化工涂料、機械電子和建筑裝飾用人造石等領域。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：環氧/不飽和聚酯互穿網絡聚合物合金，由水性環氧/不飽和聚酯組分A、水性不飽和聚酯組分B和固化劑組分C組成，所述的水性環氧/不飽和聚酯組分A的各組成成分按重量份數計為：

環氧樹脂CYD-128??100-150；2,2-二羥甲基丁酸??15-25；三乙胺??10-17；

馬來酸酐??????????30-50；去離子水??250-400；

所述的水性不飽和聚酯組分B的各組成成分按重量份數計為：

馬來酸酐????????160-250；乙二醇??????50-80；

三乙胺??????????12-18；??去離子水????300-400；?

所述的固化劑組分C各組成按重量份數計為：

過氧化環己酮?????0.2-0.5；環烷酸鈷?????0.5-1.0；

其中，水性環氧/不飽和聚酯組分A和水性不飽和聚酯組分B按質量計的混合比例為2：1~1：2，固化劑組分C的用量為水性環氧/不飽和聚酯組分A和水性不飽和聚酯組分B總質量的0.025~0.1%。

本發明制備方法所采用的技術方案是：環氧/不飽和聚酯互穿網絡聚合物合金的制備方法，包括有以下步驟：

1）水性環氧/不飽和聚酯組分A的制備：在裝有攪拌器、冷凝管、恒壓加料裝置和溫度計的反應釜中，加入環氧樹脂CYD-128，加熱至60-80℃，恒溫后在攪拌下用恒壓加料裝置滴加用N-甲基吡咯烷酮溶解的2,2-二羥甲基丁酸溶液，滴加完畢，升至80-100℃，恒溫反應至測定體系酸值小于5mgKOH/g時，停止反應，降溫即得產物A，