光固化树脂主要原材料介绍及合成概况


一、光固化树脂主要原材料

1、环氧丙烯酸酯原材料:(1)双酚A型环氧;(2)酚醛环氧;(3)邻甲基酚醛环氧。

2、聚氨酯丙烯酸酯原材料:(1)聚醚多元醇;(2)聚酯二元醇;(3)聚碳酸酯二元醇。

二、双酚A型环氧

1、双酚A型环氧树脂由双酚A与过量的环氧氯丙烷及碱催化聚合而成,属于缩聚反应,总反应式如下:

结构式如下:

2、双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂功能:

(1)环氧基和羟基赋予树脂反应性;

(2)羟基是极性基团,有助于提高浸润性和粘附力;

(3)醚键和C-C键使大分子具有柔顺性;

(4)苯环赋予聚合物以耐热性和刚性;

(5)-C-O-键的键能高,从而提高了耐碱性。

3、具体反应分解过程:

4、经过开环、闭环的循环过程,最后反应成环氧树脂的大分子:

备注:

(1)n=0~2,低相对分子质量,室温下为液体。

(2)n=2~5,中等相对分子质量,室温下为固体,软化点为50℃~90℃

(3)n>5,高相对分子质环氧值指标为0.48~0.54mol/100g量,室温下为固体,软化点>100℃。

5、工艺流程:

6、双酚A环氧树脂命名:

E-51环氧树脂,环氧值指标为0.48~0.54mol/100g

7、国产双酚A环氧树脂技术指标介绍:

国产型号 主要技术指标 国外类似型号
环氧值(eq/100g) 软化点/℃ 有机氯(mol/100g) 无机氯(mol/100g)

Shell

公司Epon

Ciba-Giegy

Araldite

E-55(616) 0.55-0.56   ≤0.02 ≤0.001    
E-51(618) 0.48-0.54 ≤2.5 ≤0.02 ≤0.001    
E-44(6101) 0.41-0.47 12-20 ≤0.02 ≤0.001    
E-42(634) 0.38-0.45 21-27 ≤0.02 ≤0.001 834  
E-35(637) 0.30-0.40 20-35 ≤0.02 ≤0.005    
E-20(601) 0.18-0.22 64-76 ≤0.02 ≤0.001 1001 6071,7071
E-12(604) 0.09-0.14 85-95 ≤0.02 ≤0.001 1004 6064,7004
E-06(607) 0.04-0.07 110-135 ≤0.02 ≤0.001 1007 6097,7097
E-03(609) 0.02-0.045 135-155 ≤0.02 ≤0.001 1009 6099,6609

三、酚醛环氧

在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂,再与过量环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得。结构式如下:

酚醛环氧树脂与双酚A型环氧树脂相比,由于分子结构中含有2个以上的环氧基,固化后交联密度高,产品的耐热性、耐溶剂性、耐化学药品性及尺寸稳定性,都会相对提高。但是,产品脆性会增大,与铜箔的粘合性有所降低。

目前最常用的酚醛型环氧树脂F-51。

四、邻甲基酚醛环氧

在酸性介质中邻甲基苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂,再与过量环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得。结构式如下:

邻甲酚型酚醛环氧树脂与苯酚型酚醛环氧树脂基本相同,只是在苯环邻位上有甲基存在,在耐水性和熔融粘度等方面优于前者。

五、聚醚多元醇

聚醚多元醇指含有2个以上羟基的醇(起始剂)与PO/EO开环聚合而成。

的具有数百或数千分子量的末端含羟基的化合物。

聚醚多元醇的官能度取决于起始剂的官能度。

1、常见起始剂种类:

官能度 起始剂 氧化烯烃 分子量 用途

2

(二元醇)

水、丙二醇、乙二醇、一缩丙二醇等

EO

PO

PO/EO

THF/PO

200-4000 弹性体、涂料、粘合剂、合成革、软、半软泡沫塑料等

3

(三元醇)

甘油、三羟甲基丙烷、已三醇、三乙醇胺等

PO

PO/EO

200-6000 弹性体、防水材料、合、半软泡沫塑料等

4

(四元醇)

季戊四醇、乙二胺、芳香三胺等

PO

PO/EO

400-800

软泡沫塑料

半硬泡沫塑料

硬泡沫塑料

5

(五元醇)

木糖醇、二乙烯三胺等

PO

PO/EO

500-800 硬泡沫塑料

6

(六元醇)

山梨醇

甘露醇

PO

PO/EO

1000以下 硬泡沫塑料

8

(八元醇)

蔗糖

PO

PO/EO

500-15000

软泡沫料(高负苟)

硬泡沫塑料

2、反应过程:

六、聚酯二元醇

1、合成原料1:二元酸或酸酐

主要有苯酐(PA)、间苯二甲酸(IPA)、对苯二甲酸(PTA)、丁二酸、戊二酸、己二酸(AA)、庚二酸、辛二酸。

2、合成原料2:二元醇

乙二醇,1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,1,2-丁二醇,1,3-丁二醇,2-甲基-1,3-丙二醇(MPD),新戊二醇(2,2-二甲基-1,3-丙二醇,NPG),1,5-戊二醇,1,6-己二醇(1,6-HDO)。

一个聚酯树脂配方中,若要使聚酯性能优异,多种醇和酸要配合使用,以使其硬度、柔韧性、附着力、抗冲击性以及成本达到平衡。

单体名称 状态 相对分子质量 熔点(沸点)(℃) 特性
乙二醇 液体 62.07 -13.3(197.2) 普适,柔韧性
二乙二醇 液体 106.12 -8.3(244.5) 亲水,柔韧性
1,2-丙二醇 液体 76.09 (188.2) 普适
二丙二醇(一缩二1,2-丙二醇) 液体 134.17 (232) 耐水解
2-甲基-1,3-丙二醇 液体 90.8 42-44(262) 普适
2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(BEPD) 固体 160.3 43 耐候性,耐水解
1,4-丁二醇 液体 90 20 普适
1,3一丁二醇 液体 90.1 -77 (207.5) 溶解性
新戊二醇 固体 104.15 124-130(210) 普适性,耐化学品,耐候性,耐水解
己二醇 固体 118 40 柔韧
氢化双酚A 固体 236 124-126 耐热,耐药品
三羟甲基丙烷 固体 134.12 57-59 耐热,耐水解
1,4-环己烷二甲醇 液体 144.21 43 (245) 硬而韧,耐候性,耐水解,活性高,抗变黄
2,2,4-三甲基-,3-戊二醇(TMPD) 固体 146.22 46-55(215-235) 低粘度,耐候,抗污,柔韧性
羟基新戊酸羟基新戊酯(学名3-羟基-2,2-二甲基丙酸(3-轻基-2,2-二甲基丙基)酯,HPHP) 固体 209 49.5-50.5 硬而韧,耐候性,耐水解

 

七、聚碳酸酯二元醇

用聚碳酸酯制备的聚氨酯具有优良的耐候性、耐化性、耐水解特性和耐磨性。

1、常规方法:酯交换法

以碳酸二甲酯或碳酸二苯酯为原料,和脂肪族二元醇进行酯交换和缩合反应。

反应方程式:

主要原材料:

(1)碳酸酯

碳酸二甲酯,碳酸二乙酯,碳酸乙烯酯,碳酸二丙酯、碳酸二苯酯;

(2)二元醇

1,3-丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6己二醇等;

(3)催化剂类型

碱金属催化剂、有机金属催化剂、有机胺类催化剂等。

 

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