不饱和聚酯

各种不饱和聚酯未固化时是从低粘度到高粘度的液体，加入各种添加剂后加热固化，固化后即成刚性或弹性的塑料，可以是透明的或不透明的。不饱和聚酯的主要用途是用玻璃纤维增强制成玻璃钢，是增强塑料中的主要品种之一。它的成型方法有:①手糊法，是在涂好脱模剂的模具上先喷涂一层树脂，再铺一层增强材料，排挤气泡后再重复操作至所需厚度，最后固化脱模。②层压法，是将玻璃布浸浇不饱和聚酯后，经层叠热压固化而成。它具有优良的抗拉强度和冲击韧性，相对密度小，热及电绝缘性能好，还有良好的透光、耐候、耐酸和隔音等特性，价格又比环氧树脂玻璃钢便宜得多，因此广泛用于制造雷达天线罩，飞机零部件，汽车外壳，小型船艇，透明瓦楞板等建筑材料，卫生盥洗器皿以及化工设备和管道等。

不饱和聚酯由于所用原料不同，品种很多。工业生产中常用的不饱和二元酸或酸酐有顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸和四氢化邻苯二甲酸酐等。常用的饱和二元酸或酸酐为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸。用得最多的二元醇是丙二醇、一缩二乙二醇和一缩二丙二醇。作为交联剂的乙烯基单体有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。除了上述几种主要原料外，还有各种添加剂和阻聚剂、催化剂或引发剂、促进剂、填料、染料及润滑剂等。最通用的不饱和聚酯是由顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐及丙二醇所合成。

因品种而异，但基本上包括缩聚与掺混两步。

缩聚方法有:①熔融缩聚法。以酸和醇直接熔融缩聚，不需加入其他组分。利用醇、水沸程差，使反应生成的水通过分离柱分离出来。此法设备简单，生产周期短，广为采用。②溶剂共沸脱水法。在缩聚过程中加入甲苯或二甲苯(溶剂)，利用甲苯与水的共沸点较水的沸点低，将反应生成的水迅速带出，促进缩聚反应。该法优点是反应比较平稳，易于掌握,产物颜色较好,但需要有一套分水回流装置,反应过程要用甲苯,缩聚工段要防爆。③减压法。在缩聚中的缩水量达2/3~3/4时，抽空至酸值达到要求时为止。④加压法。加压可加速反应，缩短反应周期，达到提高生产率。掺混分干预混与湿预混。干预混是把反应性固态预聚物、固态交联剂、玻璃纤维、催化剂、色料混合后制成模塑料;湿预混是用苯乙烯作交联剂，把液态不饱和聚酯、玻璃纤维、催化剂、润滑剂、色料等在捏和机中混炼后，做成聚酯料团模塑料。

不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11~1.20左右，固化时体积收缩率较大，固化树脂的一些物理性质如下:

⑴耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃，一些耐热性好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α1为(130~150)×10-6℃。

⑵力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。

⑶耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，同时，树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同，可以有很大的差异。

⑷介电性能。不饱和聚酸树脂的介电性能良好。

不饱和聚酯应用举例

UP的主要改性品种有:

低收缩性UP:通过引入苯乙烯/丁二烯共聚物这种热塑性树脂，来缓和UP的固化收缩，同时还解决了片状成型时的裂纹问题，尤其适用于汽车部件。

高强UP:增加玻璃纤维含量，例如采用7.6厘米长的纤维，含量在50-70%，适于片状成型，作汽车部件。

耐冲击性UP:向分子链中引入长链酸或醇，调整双链密度，共混橡胶粒子或聚氨酯等方法，但是带来的缺点是机械强度、耐候性、耐水性、光泽性有所降低。

耐蚀性UP:利用间苯二甲酸、对苯二甲酸、新戊二醇、氢化双酚A等原料可合成出耐蚀性UP。

光固化型UP:缺点是添加的光敏剂引起耐候性降低，另高压水银灯对操作人员身体有危害等。

改性UP:用双环戊二烯可改性UP，其改性方法有初始法、半酯化法、酯酐法、封端法等，可降低树脂固化收缩率，减小其内应力，提高浇铸体的机械性能。

共混甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、古马龙树脂，可提高弯曲和冲击强度，共混量10%，同时再加进交联剂。

共混高分子量的聚醋酸乙烯酯，可降低UP的固化收缩率。

还有用废聚酯为原料，在常压下降解，然后再缩聚而成UP，也有用涤纶工业制片、抽丝、纺织过程的废料生产UP，其配方为:涤纶废料46、丙二醇78,苯乙烯100、丙三醇5、邻苯二甲酸酐45、顺丁烯二酸酐65、催化剂0.5、对苯二酚0.95。

此外，还有阻燃型UP、快干型UP、耐热型UP等新品种。

实例1:玻纤增强不饱和聚酯片状模塑料

玻纤增强不饱和聚酯片状模塑料(简写SMC)生产工艺流程如下:

基本配方如下:

不饱和聚酯 100

填充剂:碳酸钙 100

增强剂:短切玻纤 30

脱模剂:硬脂酸锌 3

增稠剂:氧化镁 1.5

引发剂:过氧化二异丙苯 1

SMC成型工艺条件为:模塑温度140-150℃，摸塑压力10-20兆帕，每毫米厚固化时间4-60秒。

实例2 :不饱和聚酯钮扣

用板材法生产UP纽扣的工艺流程为:

配料→制板→冲坯→固化→铣钮→抛光→检验→包装

UP钮扣基本配方为:

UP树脂:103 # 100份

稀释交联剂:苯乙烯 1

引发剂:过氧化环己酮 2-4

促进剂:环烷酸钴 0.4-2

着色剂:无机或有机颜料 0.4-1

珠光剂:碱式碳酸铅 0.4-2

润滑剂:石蜡 0.1

有时为留出足够的工作时间:防止过快固化，再加入抑制剂，以消除内应力，减少崩块。抑制剂可用对苯二酚。后处理加工为增加钮扣光泽，还要在水抛光后，再进行蜡抛光。

实例3:聚酯型人造大理石

UP型人造大理石的工艺流程如下:

配料→在模具中混料做花→震捣成型→产品

原料:UP型树脂可用196#、195#、306#、307#;填料可选玻璃粉、瓷粉、矿渣粉、空心玻璃微珠、云母粉、蛭石粉、海沙、金属细屑等;颜料可选用氧化铁红、氧化铁黄、氧化铬绿、炭黑等。

模具选用玻璃模板，边框用木条，硬塑料板条加工成固定式或可拆式。脱模剂用聚乙烯醇/水/酒精混合液，或用蜡涂刷。

基本配方:UP树脂100 引发剂4 促进剂1-2 填料30

不饱和聚酯漆也是近来发展较快的一类涂料，分为气干性不饱和聚酯和辐射固化（光固化）不饱和聚酯两大类。

是固化时漆膜收缩率较大，对基材的附着力容易出现问题，气干性不饱和聚酯一般需要抛光处理，手续较为烦琐，辐射固化不饱和聚酯对涂装设备的要求较高，不适合于小型生产。不饱和聚酯漆主要用于家具、木制地板、金属防腐等方面。