不饱和聚酯胶粘剂
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯胶粘剂
2020/3/2
1
第二章 胶粘剂
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（以长链分子结构中含有— COOR—的酯基而得名），可分为饱和聚酯和不饱和 聚酯两类。
2020/3/2
2
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸二元醇或者 饱和二元酸不饱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 不能很好地交联成为性能良好地体型结构产物，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 。
2020/3/2
5
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂配方组成
由不饱和聚酯、引发剂、促进剂、填料和偶联剂等 组成。 不饱和聚酯树脂胶粘剂常用过氧化物引发固化。
2020/3/2
6
第二章 胶粘剂
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，使生成的不饱和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，可提高不饱和聚酯树脂与苯乙 烯的相容性。
2020/3/2
9
第二章 胶粘剂
三、交联剂
混溶的乙烯类单体是不饱和聚酯树脂的交联剂。 如苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸及其甲酯、甲基丙烯
酸及其甲酯等。苯乙烯是最常用的交联剂。 苯乙烯与不饱和聚酯的共聚性好，固化速度快，与不
饱和聚酯混溶后的粘度较小，便于施工，固化后的共 聚物有良好的机械性能。
2020/3/2
15
第二章 胶粘剂
羟基酸可进一步进行缩聚反应
CH3 O 2 HO CH2 CH O C
O C OH
-H2O
H2O
CH3 O HO CH2 CH O C
O
CH3 O
C O CH2 CH O C
O C OH
2020/3/2
16
第二章 胶粘剂
或羟甲基酸与二元醇进行缩聚
CH3 O HO CH2 CH O C
2020/3/2
19
第二章 胶粘剂
CH3 O
O
CH3
O
H O CH2 CH O C CH CH C O CH CH2 O C
CH2
CH
H O CH2 CH O C CH CH C O CH CH2 O C
CH3 O
O
CH3
O
O C OH
C OH On
2020/3/2
20
第二章 胶粘剂
常用过氧化物引发剂
引发剂名称
固化温度范围 /℃
引发剂名称
固化温度范围
/℃
过氧化丁酮 异丙苯过氧化氢 叔丁基过氧化氢 过氧化苯甲酰
低温 （20~60）
过氧化二异丙苯
过氧化丁酮
过氧化苯甲酸 叔丁基 二叔丁基 过氧化物
中温 （60~120）
高温 （120~150）
2020/3/2
21
第二章 胶粘剂
O
CH3
C OH + HO CH2 CH OH
CH3 O HO CH2 CH O C
O
CH3
C O CH2 CH OH + H2O
2020/3/2
17
第二章 胶粘剂
3 不饱和聚酯树脂的固化
2020/3/2
18
第二章 胶粘剂
具有粘性的可流动性的不饱和聚酯树脂，在引发剂 的作用下发生自由基共聚反应，而生成性能稳定的体型 结构的过程称为不饱和聚酯树脂的固化。 其反应机理同自由基共聚反应的机理基本相同，所 不同的是它具有多个双键的聚酯大分子（即具有多个官 能团）和交联剂苯乙烯的双键之间发生的共聚。
2020/3/2
10
第二章 胶粘剂
四、促进剂
一般的过氧化物分解的活化能较高，固化较困难， 需要加入促进剂构成氧化-还原体系，降低分解活化能， 使不饱和聚酯树脂胶粘剂可以在室温下固化。
2020/3/2
11
第二章 胶粘剂
促进剂有三种类型，有机金属化合物、叔胺和硫醇 类化合物。常用的促进剂是有机金属化合物环烷酸钴和 萘酸钴。有机金属化合物的促进剂还可以通过第二种促 进剂强化，例如N,N-二甲基苯胺与环烷酸钴配合，能够 在室温快速引发固化。
2020/3/2
14
第二章 胶粘剂
2 不饱和聚酯树脂合成原理
通用型的不饱和聚酯是由1，2-丙二醇、邻苯二甲酸 酐和顺丁烯二酸酐合成的。用酸酐与二元醇进行缩聚 首先进行酸酐的开环加成反应，形成羟基酸。
CH3
HO CH2 CH OH +
O C
O C
O
CH3 O HO CH2 CH O C
O C OH
2020/3/2
12
第二章 胶粘剂
五、填料
不饱和聚酯树脂胶粘剂固化时体积收缩很大，约为 10%~15%，比环氧树脂高1~4倍，产生很大的内应力， 使胶接强度降低，也容易开裂。 加入一些热塑性高分子化合物和无机填料，可以降 低收缩率，提高胶接强度。
2020/3/2
13
第二章 胶粘剂
常用的高分子化合物有聚乙烯醇缩醛、聚醋酸乙 烯酯等，在固化过程中由于溶度参数的改变可以抵消 一部分体积收缩。 加入适当的无机填料如玻璃粉、氧化铝、轻质碳 酸钙等可以降低收缩率，提高胶接强度。
2020/3/2
3
第二章 胶粘剂
实际上使用的不饱和聚酯树脂就是这种树脂溶液， 使用中加入引发剂等物质，使苯乙烯单体和不饱和聚酯 分子中双键发生自由基共聚反应，最终交联成为体型结 构的树脂。
2020/3/2
wk.baidu.com
4
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂具有粘度小、常温固化、使 用方便、耐酸、耐碱性好，具有一定强度、价格低廉等 优点。缺点是收缩性大、有脆性等，可通过加入填料、 热塑性高分子来增韧。不饱和聚酯树脂胶粘剂除用于制 造玻璃钢外，还用于家具涂料及人造板表面装饰等。
2020/3/2
7
第二章 胶粘剂
1，2-丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶 的不饱和聚酯树脂，可完全与苯乙烯相容，并且它的 价格相对较低，因此是目前应用较广泛的二元醇。
2020/3/2
8
第二章 胶粘剂
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。为改进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱 和二元酸和饱和二元酸混合使用。 常用的不饱和二元酸有：顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸。 由于酸酐熔点较低，且反应时可少缩合出一分子水，故 用得更多。应用最广的饱和二元酸为邻苯二甲酸酐。
不饱和聚酯胶粘剂
2020/3/2
1
第二章 胶粘剂
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（以长链分子结构中含有— COOR—的酯基而得名），可分为饱和聚酯和不饱和 聚酯两类。
2020/3/2
2
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂一般是由不饱和二元酸二元醇或者 饱和二元酸不饱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 不能很好地交联成为性能良好地体型结构产物，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 。
2020/3/2
5
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂配方组成
由不饱和聚酯、引发剂、促进剂、填料和偶联剂等 组成。 不饱和聚酯树脂胶粘剂常用过氧化物引发固化。
2020/3/2
6
第二章 胶粘剂
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，使生成的不饱和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，可提高不饱和聚酯树脂与苯乙 烯的相容性。
2020/3/2
9
第二章 胶粘剂
三、交联剂
混溶的乙烯类单体是不饱和聚酯树脂的交联剂。 如苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸及其甲酯、甲基丙烯
酸及其甲酯等。苯乙烯是最常用的交联剂。 苯乙烯与不饱和聚酯的共聚性好，固化速度快，与不
饱和聚酯混溶后的粘度较小，便于施工，固化后的共 聚物有良好的机械性能。
2020/3/2
15
第二章 胶粘剂
羟基酸可进一步进行缩聚反应
CH3 O 2 HO CH2 CH O C
O C OH
-H2O
H2O
CH3 O HO CH2 CH O C
O
CH3 O
C O CH2 CH O C
O C OH
2020/3/2
16
第二章 胶粘剂
或羟甲基酸与二元醇进行缩聚
CH3 O HO CH2 CH O C
2020/3/2
19
第二章 胶粘剂
CH3 O
O
CH3
O
H O CH2 CH O C CH CH C O CH CH2 O C
CH2
CH
H O CH2 CH O C CH CH C O CH CH2 O C
CH3 O
O
CH3
O
O C OH
C OH On
2020/3/2
20
第二章 胶粘剂
常用过氧化物引发剂
引发剂名称
固化温度范围 /℃
引发剂名称
固化温度范围
/℃
过氧化丁酮 异丙苯过氧化氢 叔丁基过氧化氢 过氧化苯甲酰
低温 （20~60）
过氧化二异丙苯
过氧化丁酮
过氧化苯甲酸 叔丁基 二叔丁基 过氧化物
中温 （60~120）
高温 （120~150）
2020/3/2
21
第二章 胶粘剂
O
CH3
C OH + HO CH2 CH OH
CH3 O HO CH2 CH O C
O
CH3
C O CH2 CH OH + H2O
2020/3/2
17
第二章 胶粘剂
3 不饱和聚酯树脂的固化
2020/3/2
18
第二章 胶粘剂
具有粘性的可流动性的不饱和聚酯树脂，在引发剂 的作用下发生自由基共聚反应，而生成性能稳定的体型 结构的过程称为不饱和聚酯树脂的固化。 其反应机理同自由基共聚反应的机理基本相同，所 不同的是它具有多个双键的聚酯大分子（即具有多个官 能团）和交联剂苯乙烯的双键之间发生的共聚。
2020/3/2
10
第二章 胶粘剂
四、促进剂
一般的过氧化物分解的活化能较高，固化较困难， 需要加入促进剂构成氧化-还原体系，降低分解活化能， 使不饱和聚酯树脂胶粘剂可以在室温下固化。
2020/3/2
11
第二章 胶粘剂
促进剂有三种类型，有机金属化合物、叔胺和硫醇 类化合物。常用的促进剂是有机金属化合物环烷酸钴和 萘酸钴。有机金属化合物的促进剂还可以通过第二种促 进剂强化，例如N,N-二甲基苯胺与环烷酸钴配合，能够 在室温快速引发固化。
2020/3/2
14
第二章 胶粘剂
2 不饱和聚酯树脂合成原理
通用型的不饱和聚酯是由1，2-丙二醇、邻苯二甲酸 酐和顺丁烯二酸酐合成的。用酸酐与二元醇进行缩聚 首先进行酸酐的开环加成反应，形成羟基酸。
CH3
HO CH2 CH OH +
O C
O C
O
CH3 O HO CH2 CH O C
O C OH
2020/3/2
12
第二章 胶粘剂
五、填料
不饱和聚酯树脂胶粘剂固化时体积收缩很大，约为 10%~15%，比环氧树脂高1~4倍，产生很大的内应力， 使胶接强度降低，也容易开裂。 加入一些热塑性高分子化合物和无机填料，可以降 低收缩率，提高胶接强度。
2020/3/2
13
第二章 胶粘剂
常用的高分子化合物有聚乙烯醇缩醛、聚醋酸乙 烯酯等，在固化过程中由于溶度参数的改变可以抵消 一部分体积收缩。 加入适当的无机填料如玻璃粉、氧化铝、轻质碳 酸钙等可以降低收缩率，提高胶接强度。
2020/3/2
3
第二章 胶粘剂
实际上使用的不饱和聚酯树脂就是这种树脂溶液， 使用中加入引发剂等物质，使苯乙烯单体和不饱和聚酯 分子中双键发生自由基共聚反应，最终交联成为体型结 构的树脂。
2020/3/2
wk.baidu.com
4
第二章 胶粘剂
不饱和聚酯树脂胶粘剂具有粘度小、常温固化、使 用方便、耐酸、耐碱性好，具有一定强度、价格低廉等 优点。缺点是收缩性大、有脆性等，可通过加入填料、 热塑性高分子来增韧。不饱和聚酯树脂胶粘剂除用于制 造玻璃钢外，还用于家具涂料及人造板表面装饰等。
2020/3/2
7
第二章 胶粘剂
1，2-丙二醇由于结构上的非对称性，可得到非结晶 的不饱和聚酯树脂，可完全与苯乙烯相容，并且它的 价格相对较低，因此是目前应用较广泛的二元醇。
2020/3/2
8
第二章 胶粘剂
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。为改进树脂的反应性和固化物性能，一般把不饱 和二元酸和饱和二元酸混合使用。 常用的不饱和二元酸有：顺丁烯二酸酐和顺丁烯二酸。 由于酸酐熔点较低，且反应时可少缩合出一分子水，故 用得更多。应用最广的饱和二元酸为邻苯二甲酸酐。