我國新型不飽和樹脂朝多樣化發展
http://www.xibaipo.cc 2009-03-27 10:21 中企顧問網
本文導讀：新型不飽和聚酯樹脂有哪些？新型不飽和聚酯樹脂層出不窮，重要自令人關注的，首推新型不飽和聚酯酰亞胺及絕緣材料。電器工業的不斷發展對絕緣材料提出了更高的要求。
【慧聰涂料網】新型不飽和聚酯樹脂有哪些？新型不飽和聚酯樹脂層出不窮，重要自令人關注的，首推新型不飽和聚酯酰亞胺及絕緣材料。電器工業的不斷發展對絕緣材料提出了更高的要求。在保持不飽和聚酯的優良的加工工藝性能的同時，如何提高不飽和聚酯的耐熱性、機械性能，改善不飽和聚酯的尺寸穩定性、耐化學腐蝕性、吸濕性，并提高環境親和性是不飽和聚酯研究的重要研究方向。在現有的不飽和聚酯亞胺的分子鏈段中，引入新的功能基團，是改善不飽和聚酯亞胺性能的重要方法。將含氟基團引入到不飽和聚酯亞胺的分子鏈段中，提高不飽和聚酯亞胺中亞胺結構的含量，可以顯著改善不飽和聚酯亞胺的熱性能、機械性能、電性能，介電性能與吸濕性。中國科學院化學研究所高技術材料實驗室，合成了含亞胺結構的新型二元醇單體(BTGTB)，和二元亞胺酸中間體(BTTB)，并制得新型含氟不飽和聚酯亞胺樹脂。結果表明在保持不飽和聚酯優良加工性能的同時，提高了不飽和聚酯的耐熱性、機械性能、電性能、及化學腐蝕性能，而且高亞胺結構含量的不飽和聚酯亞胺樹脂具有突出的耐熱性能。
新型含氟不飽和聚酯亞胺樹脂如何合成？含氟基團的引入方法是利用含氟的二胺單體。所用的二胺單體結構從相關圖表可知。以第一種含氟二胺(6FAPB)為例，首先制備中間體亞胺醇與亞胺酸，再進一步合成不飽和聚酯亞胺。利用含氟二胺單體6FAPB制備亞胺醇中間單體BGTB，并進一步與丙二醇、間苯二甲酸、馬來酸酐熔融縮聚，制得不飽和聚酯亞胺BGTB-UPEI。制得的純樹脂溶于丙烯酸類稀釋劑中，形成均一、穩定、粘度適宜的不飽和聚酯亞胺樹脂，并在一定的條件下固化成。高亞胺含量不飽和聚酯亞胺樹脂的制備，則是利用含氟二胺單體6FAPB制備亞胺酸單體BTTB，并利用BTTB進一步與丙二醇，馬來酸配在氮-甲基毗咯烷酮中縮聚，制得不飽和聚醋亞胺UPEI-50。中國不飽和聚酯樹脂網專家表示，將制得的樹脂溶于丙烯酸類稀釋劑中形成均一、穩定、粘度適宜的不飽和聚酯亞胺樹脂，并可在一定的條件下固化。
通過比較了BGTB-UPEI絕緣樹脂、未經改性的通用不飽和聚酯樹脂(S-UP)固化后的性能，可以知道：在熱性能方面，BGTB-UPEI固化物的玻璃化溫度比S-UP高26℃，5%熱失重的溫度比S-UP高30℃，熱膨脹系數為5.84x10-7/℃，比S-UP(6.81x10-7/℃)低;在力學性能方面，BTGTB-UPEI的彎曲強度為86.3MPa，是通用不飽和聚醋彎曲強度的2倍，斷裂伸長率為10.8，比不飽和聚醋的斷裂伸長率6.8%提高近59%;在電性能與吸濕性方面，不飽和聚酯亞胺表現出,與通用不飽和聚醋相類似的優良的介電性能電阻率和較低的吸濕性，分別為0.36與0.41%(25℃在水中浸泡24h)。這主要歸功于含氟基團的引入,改善了不飽和聚酯亞胺的吸濕性與介電性能。與此同時BGTB-UPEI絕緣樹脂表現出極其優異的耐化學腐蝕性能。專家在實驗中列出了BGTB-UPEI與通用不飽和聚醋S-UP固化后，在不同的腐蝕性溶液中浸泡不同時間的質量變化情況，表明浸泡54天后，固化后的不飽和聚酯亞胺樹脂，在各種溶液中質量變化極小，且均小于通用不飽和聚酯樹脂的質量變化。尤其突出的是BGTB-UPEI表現出強的耐堿、耐酸等耐強氧化性溶液的優良特性，有利于其在更加苛刻的環境中使用。
專家通過含氟、高含亞胺的UPEI-50樹脂性能，介紹了不飽和聚酯樹脂在該領域的研究成果。亞胺含量的大幅度提高使UPEI-50溶解性變差。UPEI-50在常見的不飽和聚酯樹脂稀釋劑如苯乙烯中溶解度較低，但能在丙烯酸類稀釋劑溶解，呈現優良的加工工藝性。表3綜合比較了UPEI-50樹脂與未經改性的通用S-UP固化后的性能。在熱性能方面，UPEI-50樹脂的玻璃化溫度遠遠高于S-UP，耐熱性能可以達到H級絕緣要求。在力學性能方面，UPEI-50樹脂的抗彎強度是S-UP的2倍；抗拉強度為比S-UP提高了33%；UPEI-50的抗彎模量比S-UP提高了41%。在電性能方面，UPEI-50樹脂具有比S-UP有更低的介電常數，這歸因于亞胺含量的大幅提高與大量含氟基團的引入。隨著航空航天工業和高速鐵路的發展，對復合材料的性能要求越來越高，高性能復合材料需要高性能樹脂作基體樹脂。通常高性能樹脂基體具有特殊的化學結構和成型特性，在高溫下具有高的尺寸穩定性、優異的熱氧化穩定性、低吸濕性、耐磨性、耐輻射、優異的綜合力學性能。以高性能樹脂為基體的復合材料能在高溫氧化、腐蝕等惡劣環境下作為結構材料長期使用。為此，我們應該關注世界各大公司的研發動向，結合國內市場應用需求，不斷開發新產品以滿足日益增長的更廣泛的客戶需求。
新型含氟不飽和聚酯亞胺樹脂如何合成？含氟基團的引入方法是利用含氟的二胺單體。所用的二胺單體結構從相關圖表可知。以第一種含氟二胺(6FAPB)為例，首先制備中間體亞胺醇與亞胺酸，再進一步合成不飽和聚酯亞胺。利用含氟二胺單體6FAPB制備亞胺醇中間單體BGTB，并進一步與丙二醇、間苯二甲酸、馬來酸酐熔融縮聚，制得不飽和聚酯亞胺BGTB-UPEI。制得的純樹脂溶于丙烯酸類稀釋劑中，形成均一、穩定、粘度適宜的不飽和聚酯亞胺樹脂，并在一定的條件下固化成。高亞胺含量不飽和聚酯亞胺樹脂的制備，則是利用含氟二胺單體6FAPB制備亞胺酸單體BTTB，并利用BTTB進一步與丙二醇，馬來酸配在氮-甲基毗咯烷酮中縮聚，制得不飽和聚醋亞胺UPEI-50。中國不飽和聚酯樹脂網專家表示，將制得的樹脂溶于丙烯酸類稀釋劑中形成均一、穩定、粘度適宜的不飽和聚酯亞胺樹脂，并可在一定的條件下固化。
通過比較了BGTB-UPEI絕緣樹脂、未經改性的通用不飽和聚酯樹脂(S-UP)固化后的性能，可以知道：在熱性能方面，BGTB-UPEI固化物的玻璃化溫度比S-UP高26℃，5%熱失重的溫度比S-UP高30℃，熱膨脹系數為5.84x10-7/℃，比S-UP(6.81x10-7/℃)低;在力學性能方面，BTGTB-UPEI的彎曲強度為86.3MPa，是通用不飽和聚醋彎曲強度的2倍，斷裂伸長率為10.8，比不飽和聚醋的斷裂伸長率6.8%提高近59%;在電性能與吸濕性方面，不飽和聚酯亞胺表現出,與通用不飽和聚醋相類似的優良的介電性能電阻率和較低的吸濕性，分別為0.36與0.41%(25℃在水中浸泡24h)。這主要歸功于含氟基團的引入,改善了不飽和聚酯亞胺的吸濕性與介電性能。與此同時BGTB-UPEI絕緣樹脂表現出極其優異的耐化學腐蝕性能。專家在實驗中列出了BGTB-UPEI與通用不飽和聚醋S-UP固化后，在不同的腐蝕性溶液中浸泡不同時間的質量變化情況，表明浸泡54天后，固化后的不飽和聚酯亞胺樹脂，在各種溶液中質量變化極小，且均小于通用不飽和聚酯樹脂的質量變化。尤其突出的是BGTB-UPEI表現出強的耐堿、耐酸等耐強氧化性溶液的優良特性，有利于其在更加苛刻的環境中使用。
專家通過含氟、高含亞胺的UPEI-50樹脂性能，介紹了不飽和聚酯樹脂在該領域的研究成果。亞胺含量的大幅度提高使UPEI-50溶解性變差。UPEI-50在常見的不飽和聚酯樹脂稀釋劑如苯乙烯中溶解度較低，但能在丙烯酸類稀釋劑溶解，呈現優良的加工工藝性。表3綜合比較了UPEI-50樹脂與未經改性的通用S-UP固化后的性能。在熱性能方面，UPEI-50樹脂的玻璃化溫度遠遠高于S-UP，耐熱性能可以達到H級絕緣要求。在力學性能方面，UPEI-50樹脂的抗彎強度是S-UP的2倍；抗拉強度為比S-UP提高了33%；UPEI-50的抗彎模量比S-UP提高了41%。在電性能方面，UPEI-50樹脂具有比S-UP有更低的介電常數，這歸因于亞胺含量的大幅提高與大量含氟基團的引入。隨著航空航天工業和高速鐵路的發展，對復合材料的性能要求越來越高，高性能復合材料需要高性能樹脂作基體樹脂。通常高性能樹脂基體具有特殊的化學結構和成型特性，在高溫下具有高的尺寸穩定性、優異的熱氧化穩定性、低吸濕性、耐磨性、耐輻射、優異的綜合力學性能。以高性能樹脂為基體的復合材料能在高溫氧化、腐蝕等惡劣環境下作為結構材料長期使用。為此，我們應該關注世界各大公司的研發動向，結合國內市場應用需求，不斷開發新產品以滿足日益增長的更廣泛的客戶需求。
