关于不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂的固化

Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 不饱和聚酯树脂的固化机理

引言

不饱和聚酯树脂（UPR）的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题，但是因为影响固化反应的因素相当复杂，而在UPR的各种应用领域中，制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。所以，我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。（探讨不饱和聚酯树脂的固化，首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义）。

2．与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义

固化的定义

液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合，形成三向交联的不溶不熔的体型结构。这个过程称为UPR的固化。

固化剂

不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应，如何能使反应启动是问题的关键。单体一旦被引发，产生游离基，分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。

饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂，由于化学键发生断裂所需的能量不同，对于C—C键，其键能E=350kJ/mol，需350-550℃的温度才能将其激发裂解。显然，在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质，这就是有机过氧化物。一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。我们可以利用有机过氧化物的这一特性，选择其中的一些作为树脂的引发剂，或称固化剂。 固化剂的定义：不饱和聚酯树脂用的固化剂，是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物，又称为引发剂或催化剂。

这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。在传统的观念上，“催化剂” 这个术语是为反应物提供帮助的，它们在促进反应的同时，本身并没有消耗。而在UPR固化反应中，过氧化物必须在它“催化”反应以前，改变它本身的结构，因此对于用于UPR固化的过氧化物来说，一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。

不饱和聚酯树脂概 述

由二元或多元羧酸和二元或多元醇经缩聚反应而生成的树脂称为聚酯树脂，可分为饱和聚酯和不饱和聚酯两大类。

不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸、饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线型聚合物，在树脂分子中同时含有重复的不饱和双键和酯键。由于这样得到的不饱和聚酯树脂是一种固体或半固体状态，而且不能很好地交链成为性能良好的体型结构产物，因此在生产后期，还必须经交联剂苯乙 烯稀释形成具有一定粘度的树脂溶液。实际上使用的不饱和聚酯树脂就是这种树脂溶液，使用中再加入固化剂等物质，使苯乙烯单体和不饱和聚酯分子中的双键发生自由基共聚反应，最终交链成为体型结构的树脂。

由此可见，不饱和聚酯树脂是一种热固性树脂，其形成体型结构的反应过程是：第一步通过二元酸和二元醇的缩聚反应生成线型分子；第二步在固化过程中通过树脂和交联剂的双键间的自由基共聚反应得到体型结构。这种不同的反应阶段通过不同的官能团和不同的反应机理得以实现，是不饱和聚酯树脂合成和固化的特点。

性能特点和助剂

不饱和树脂的价格比双酚A型EPOXY便宜一半，粘度低，可常温触压固化，固化物透明度高，粘接强度高，常用于玻璃钢工业上。

不饱和树脂的交联剂有苯乙烯（PS），丙烯酸，甲苯丙烯酸甲酯和瓴苯二甲酸二烯丙酸，引发剂有过氧化苯甲酰，过氧化环已酮和过氧化丁酮等，促进剂有环烷酸钴（苯酸钴即含2%金属钴的苯乙烯溶液，）辛酸钴，二甲基苯胺和二乙基苯胺，阻聚剂有：

（一）无机物：硫黄，铜盐和亚硝酸盐。

（二）多元酚：对苯二酚，邻苯二酚和对叔丁基邻苯二酚

（三）醌：醌，1，4-苯醌和菲醌

（四）芳香族硝基化合物：二硝基苯，三硝苯甲苯和芳味酸。

（五）胺类：吡，N苯基胺和吩。

不饱和聚酯树脂主要优点：

（1） 工艺性能优良。这是不饱和聚酯树脂最突出的优点。在室温下具有适宜的粘度，可以在室温下固化，常压下成型，固化过程中无小分子形成，因而施工方便，易保证质量，并可用多种措施来调节它的工艺性能，特别适合于大型 和现场制造玻璃钢制品。

不饱和聚酯树脂msds

化学品 中文名：不饱和聚酯树脂 英文名称：unsaturated polyester resin

成分/组成信息 纯品 ； 混合物 (不饱和聚酯/苯乙烯)

化学品名称：不饱和聚酯树脂

有害物成分:苯乙烯， CAS No.：100-42-5，含量: 40%-46%

危险特性 危险性类别：第3.3 类高闪点易燃液体

侵入途径：吸入、皮肤和眼睛接触。

健康危害：

皮肤接触：对皮肤有刺激，长时间或重复接触会导致皮肤脱脂和干燥；

眼睛接触：灼痛、流泪、红肿；

吸入：吸入有害，会导致头痛、疲劳、恶心、步态蹒跚、中枢神经抑制、肺水肿；

食入：极少量无严重后果，大量时，会喉咙痛、胃痛、失调不舒服，还可能有与吸入相同的症状。

环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。

燃爆危险：本品易燃，具刺激性。

急救措施 皮肤接触：用肥皂和水清洗，脱去已污染的衣服。情形严重时应就医；

眼睛接触：立即用大量的清水冲洗15 分钟以上，必须立即就医；

吸 入：移至空气新鲜处，保持温暖与安静。如果呼吸困难，吸氧。如果呼吸停止，进行人工呼吸。

情形严重者，立即就医；

食入：不要催吐，否则可能会使树脂进入肺部。马上喝两杯水或牛奶。立即就医。

消防措施 危险特性：易燃液体

有害燃烧产物：CO、COB2B，及其它刺激性或有毒的蒸汽和气体。

灭火方法及灭火剂：干粉、二氧化碳、泡沫等。

灭火注意事项：从着火处疏散人员。消防人员穿防护服，佩戴呼吸装置。

泄漏应急处理 应急处理：少量泄露时，用沙土等惰性物质进行吸附后，放入危险品废弃物容器中。大量泄露时，消除火源， 制止泄漏，疏散人员。防止树脂污染土壤，防止入下水道，河流等水体。立即向相关政府部门报

告。

消除方法：能回收的树脂应回收，污染物放入危险品废弃物容器中，根据相关法律法规处理。

操作处置与储存 操作注意事项：避免吸入，避免接触眼睛、皮肤和衣服。在通风处操作。采取措施，防止静电。包装容器应

不饱和聚酯树脂的合成

[1]主要原料

(一) 二元醇

乙二醇是结构最简单的二元醇，由于其结构上的对称性，使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性，这便限制了它同苯乙烯的相容性，因此一般不单独使用，而同其它二元醇结合起来使用，如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用，可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性；如果单独使用，则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化，以改善其相容性。

1，2丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶的聚酯树脂，可完全同苯乙烯相溶，并且它的价格相对讲也较低，因此是目前应用最广泛的二元醇。

其它可用的二元醇有：

一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性；

一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性；

新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性，特别是耐碱性和水解稳定性。

以上几种二元醇，或由于树脂柔韧性太大而失去强度，或应改善树脂与苯乙烯相溶性，它们一般不单独使用，应和其它二元醇混合使用。 具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂，常常用双酚A或氢化双酚A作原料，为生成一种适合与二元酸反应的二元醇，双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应，生成两端具有醇羟基的二元醇，如 D-33二元醇。

用氯化或溴化的二元醇，不仅表现出阻燃性，也改善了耐蚀性。

加入少量的多元醇，如丙三醇和季戊四醇，可较大程度地改善树脂的耐热性。

不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节，易受酸和碱的作用而发生水解。酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用，而使制品表现出不同的耐蚀性。 酯键的空间位阻保护作用：

PO-BPA>NPG>PG>EG （二）不饱和二元酸

不饱和聚酯树脂中的双键，一般由不饱和二元酸原料提供。树脂中的不饱和酸愈多，双键比例愈大，则树脂固化时交联度愈高，由此使树脂具有较高的反应活性，树脂的固化物有较高的耐热性，在破坏时有较低的延伸率。