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解析五種不飽和聚酯樹(shù)脂性能及應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-07-01  來(lái)源:復(fù)材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):80
核心提示:不飽和聚酯樹(shù)脂國(guó)外近年研究進(jìn)展快速、新品層出不窮,比如:低收縮性樹(shù)脂、耐腐蝕樹(shù)脂、強(qiáng)韌性樹(shù)脂、低吸水型不飽和聚酯樹(shù)脂、透明性不飽和聚酯樹(shù)脂、低游離苯乙烯殘量的不飽和聚酯樹(shù)脂、PET型不飽和聚酯樹(shù)脂、低揮發(fā)性樹(shù)脂、膠衣樹(shù)脂、發(fā)泡不飽和聚酯樹(shù)脂、玻璃鋼船艇專用樹(shù)脂、耐熱性UPR樹(shù)脂和光固化UPR樹(shù)脂。

       不飽和聚酯樹(shù)脂國(guó)外近年研究進(jìn)展快速、新品層出不窮,比如:低收縮性樹(shù)脂、耐腐蝕樹(shù)脂、強(qiáng)韌性樹(shù)脂、低吸水型不飽和聚酯樹(shù)脂、透明性不飽和聚酯樹(shù)脂、低游離苯乙烯殘量的不飽和聚酯樹(shù)脂、PET型不飽和聚酯樹(shù)脂、低揮發(fā)性樹(shù)脂、膠衣樹(shù)脂、發(fā)泡不飽和聚酯樹(shù)脂、玻璃鋼船艇專用樹(shù)脂、耐熱性UPR樹(shù)脂和光固化UPR樹(shù)脂。

  下面對(duì)五種不飽和聚酯樹(shù)脂的性能及應(yīng)用進(jìn)行的解析。其中包括低收縮性樹(shù)脂、耐腐蝕性樹(shù)脂、低吸水型不飽和聚酯樹(shù)脂、低揮發(fā)性樹(shù)脂、含水不飽和聚酯樹(shù)脂WCUP。

  (一)低收縮性樹(shù)脂

  所謂低收縮性樹(shù)脂,采用熱塑性樹(shù)脂來(lái)降低和緩和UPR的固化收縮,已在SMC制造中得到廣泛應(yīng)用。常用的低收縮劑有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和苯二甲酸二烯丙酯聚合物等。目前國(guó)外除采用聚苯乙烯及其共聚物外,還開(kāi)發(fā)了聚己酸內(nèi)酯(LPS-60)、改性聚氨酯和醋酸纖維素丁酯等。日本油脂(株)化成品研究所研究了UP樹(shù)脂的新型低收縮添加劑(LPAS),這種新型含有彈性鏈段和可以與UP樹(shù)脂相容的鏈段,用于UP樹(shù)脂SMC/BMC的成型工藝中,使得制品表面光澤、收縮率低,且著色性能好。美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)從膨脹學(xué)、形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué),研究了含有改性的熱塑性LPAS添加劑可低溫固化UP/ST/LPAS體系,并在低溫固化體系中引入Co-促進(jìn)劑DVB,和第二單體三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT-MA),使得樹(shù)脂在固化過(guò)程中的收縮得到更好的控制。加拿大以熱塑性PVAC為低收縮劑LPAS加入到UP樹(shù)脂中,同樣很好地解決了收縮問(wèn)題。日本昭和高聚物公司通過(guò)添加低收縮劑固體,可使不飽和聚酯組成物的粘接強(qiáng)度達(dá)2.45MPa,線性收縮系數(shù)降至0.32%。日本孟山都工業(yè)化學(xué)公司使用聚醋酸乙烯(DenkaASRM4)作為低收縮添加劑,研制出收縮率僅為0.096%的模塑料。

  (二)耐腐蝕性樹(shù)脂

  耐腐蝕性樹(shù)脂有雙酚A型不飽和聚酯、問(wèn)苯二甲酸型樹(shù)脂和松香改性不飽和聚酯等。據(jù)悉,日本宇部公司開(kāi)發(fā)的8250乙烯酯樹(shù)脂,不但耐腐蝕性好,而且貯存期可達(dá)到14個(gè)月。日本利用問(wèn)苯型、雙酚A型或乙烯基酯型不飽和聚酯樹(shù)脂分別制成耐25%NaCl水溶液的玻璃纖維復(fù)合材料。強(qiáng)韌性樹(shù)脂日益受到重視,目前國(guó)外主要采用加入飽和樹(shù)脂的方法來(lái)提高韌性。如添加飽和聚酯、丁苯橡膠和端羧基丁腈橡膠等。美國(guó)阿莫科化學(xué)公司采用末端含羥基的不飽和聚酯與二異氰酸酯反應(yīng)制成的樹(shù)脂,其韌性可提高2~3倍,商品牌號(hào)為Xycon。日本昭和高分子公司開(kāi)發(fā)的SD樹(shù)脂韌性好,可廣泛用于制造人造大理石。巴西將柔性聚硅氧烷鏈段(APTS)通過(guò)接枝共聚,對(duì)含甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)的不飽和聚酯樹(shù)脂進(jìn)行改性,得到?jīng)_擊強(qiáng)度高的樹(shù)脂和玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂。波蘭大學(xué)發(fā)現(xiàn)隨TDI含量增加,TDI改性的不飽和聚酯樹(shù)脂的黏度提高,當(dāng)TDI質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到3%時(shí),樹(shù)脂具有良好的觸變性。樹(shù)脂中加入4,4-二馬來(lái)酰亞胺基二苯甲烷(BM)進(jìn)行改性時(shí),改性后的樹(shù)脂的壓縮強(qiáng)度提高到159MPa,玻璃化溫度為184℃、分解溫度提高到280℃,同時(shí)固化速度也相應(yīng)加快。

  (三)低吸水型不飽和聚酯樹(shù)脂

  關(guān)于低吸水型不飽和聚酯樹(shù)脂,德國(guó)制成IR輻射固化的不飽和聚酯樹(shù)脂,其在IR輻射固化時(shí)復(fù)合材料的固化停留時(shí)間短,產(chǎn)品吸水率降低。

  透明性不飽和聚酯樹(shù)脂,則由日本花王公司研制出拉伸強(qiáng)度為44.1MPa,透射率為48%,且具有良好耐熱性的雙酚A型透明性不飽和聚酯樹(shù)脂人造大理石。而低游離苯乙烯殘量的不飽和聚酯樹(shù)脂,已由日本NOF聯(lián)合公司研制出具有良好防黃變型不飽和聚酯樹(shù)脂,其可用作FRP、SMC、BMC樹(shù)脂,130℃固化后殘留苯乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.03%。PET型不飽和聚酯樹(shù)脂成果較多,美國(guó)和埃及用PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的廢料醇解物合成了不飽和聚酯樹(shù)脂,通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)可以得到固化溫度為74~90℃,固化時(shí)間僅為幾分鐘至20多分鐘之間可以任意選擇的不飽和聚酯樹(shù)脂。韓國(guó)合成了一系列由各種醇解物得到的不飽和聚酯樹(shù)脂,而且通過(guò)各種醇組成物來(lái)控制PET的醇解程度,控制PET型不飽和聚酯樹(shù)脂的凝膠時(shí)間和脆性,成功地用于SMC和BMC。發(fā)泡不飽和聚酯樹(shù)脂也躍入眼簾,不飽和聚酯樹(shù)脂作為基體的泡沫塑料,韌性、強(qiáng)度比發(fā)泡PS好,加工比泡沫PVC容易,添加阻燃劑等也可使其阻燃和耐老化,成本比泡沫聚氨酯塑料低。發(fā)泡不飽和聚酯樹(shù)脂的發(fā)泡主要采用化學(xué)發(fā)泡劑。使用物理發(fā)泡劑的文獻(xiàn)不多。物理發(fā)泡劑主要是氟利昂但污染環(huán)境?;瘜W(xué)發(fā)泡劑主要有:異氰酸酯類、偶氮類、磺酰肼類、碳酸酯酐類。

  (四)低揮發(fā)性樹(shù)脂

  低揮發(fā)性樹(shù)脂與膠衣樹(shù)脂品種較多。低揮發(fā)性樹(shù)脂是目前國(guó)外正在開(kāi)發(fā)的課題,一般要求是車間周圍空氣中苯乙烯含量必須低于50ug/g。其方法是:加入表膜形成劑來(lái)降低苯乙烯揮發(fā);采用加入高沸點(diǎn)交聯(lián)劑來(lái)代替苯乙烯;采用以環(huán)戊二烯及其衍生物與uPR相結(jié)合,使低分子質(zhì)量化,從而達(dá)到降低使用苯乙烯的目的。國(guó)外BYKChemie公司開(kāi)發(fā)一種新型助劑LPX-5500,可使苯乙烯揮發(fā)量減少70~90%。膠衣樹(shù)脂是制作玻璃鋼制品膠衣層的專用樹(shù)脂。苯乙烯仍是當(dāng)前UP樹(shù)脂選用的最合適的單體。但是苯乙烯在室溫下的蒸汽壓較高,容易揮發(fā),尤其是在采用手糊或噴射成型工藝制作玻璃鋼制品的膠衣層,和背襯增強(qiáng)層的過(guò)程中更易揮發(fā)。當(dāng)其蒸氣濃度超過(guò)一定數(shù)量(>50ug/g)時(shí)會(huì)刺激人的眼鼻黏膜引起頭昏、惡心等癥狀。因此研制開(kāi)發(fā)低苯乙烯散發(fā)性膠衣樹(shù)脂,顯得非常必要并且具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。美國(guó)Sartomer技術(shù)公司研制了低VOC的含馬來(lái)酸酐單體的UPR組成物,并應(yīng)用于凝膠涂料、粘合劑、層壓樹(shù)脂或模塑樹(shù)脂。美國(guó)及德國(guó)研制了無(wú)(苯乙烯)單體的不飽和聚酯樹(shù)脂及其組成物,其可分別用于開(kāi)口澆鑄,凝膠涂料和電子工業(yè)之中。

  (五)含水不飽和聚酯樹(shù)脂WCUP

  含水不飽和聚酯樹(shù)脂WCUP正在興起。含水不飽和聚酯樹(shù)脂WCUP是上世紀(jì)50年代問(wèn)世的以水做填料的新型樹(shù)脂。該種樹(shù)脂除了具有顯著的低成本特點(diǎn)外,還有諸多優(yōu)異的性能,如固化時(shí)放熱量小、體積收縮小、阻燃和易加工成型等。其可用于人造木材、裝飾材料、泡沫制品、多孔材料、建筑材料、聚酯混凝土、浸潤(rùn)劑和涂料等。1967年Horie等人第1次報(bào)道用氫氧化鈉等堿性物質(zhì),制備穩(wěn)定的含水不飽和聚酯樹(shù)脂乳液,該方法被稱之為聚酯成鹽法。近年來(lái)用動(dòng)態(tài)學(xué)法研究多相/多組分聚合物體系在國(guó)際上引起極大的關(guān)注,Nguven-Thue等研究了動(dòng)態(tài)流變行為與形態(tài)結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系,其后這類研究已成為多項(xiàng)聚合體體系流變學(xué)研究的熱點(diǎn)。Kicko-walczak,Ewa綜述了滿足歐盟要求的不飽和聚酯樹(shù)脂的最新進(jìn)展。

  與國(guó)際業(yè)界相比,我國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂業(yè)在近10多年來(lái)雖然發(fā)展較快,但與國(guó)外相比差距仍然較大,生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品質(zhì)量低,品種型號(hào)只有500個(gè)左右,原材料短缺,一些新原料質(zhì)量達(dá)不到要求,新品種技術(shù)開(kāi)發(fā)投入不夠,科研院所與生產(chǎn)應(yīng)用單位協(xié)作有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
  特別是眾多小廠、檢測(cè)手段差,產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證,目前這種低品位競(jìng)爭(zhēng)給我國(guó)玻璃鋼產(chǎn)品市場(chǎng)帶來(lái)很多隱患,應(yīng)該引起有關(guān)方面足夠重視。
 
關(guān)鍵詞: 不飽和樹(shù)脂
 
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