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      不飽和聚酯樹脂固化性能試驗(yàn)研究

      2017-10-21 16:53:40彭天勝王達(dá)慶
      科技信息·中旬刊 2017年8期
      關(guān)鍵詞:試驗(yàn)

      彭天勝 王達(dá)慶

      摘要:不飽和聚酯樹脂的固化性能關(guān)系到施工生產(chǎn)的效率和質(zhì)量,對(duì)其固化性能試驗(yàn)展開研究十分必要。本文對(duì)196D不飽和聚酯樹脂的固化性能試驗(yàn)展開了研究,分析了不同固化體系對(duì)196D不飽和聚酯樹脂固化性能的影響,供相關(guān)施工參考。

      關(guān)鍵詞:不飽和聚酯樹脂;固化性能;試驗(yàn)

      不飽和聚酯樹脂是一種重要的化工原料,在物理表面加厚、固化中被廣泛應(yīng)用,其工藝性能靈活,固化后的樹脂綜合性能良好,還具有成本低、粘度低等優(yōu)點(diǎn)。但是,在不飽和聚酯樹脂應(yīng)用于施工生產(chǎn)的過程中,常常存在著固化慢的問題,嚴(yán)重影響到了施工的順利進(jìn)行。因此,對(duì)不飽和聚酯樹脂固化性能試驗(yàn)展開研究具有十分重要的意義。

      1.實(shí)驗(yàn)部分

      1.1儀器藥品

      XWFC-150型熱敏電阻溫度平衡記錄儀;巴氏硬度計(jì);THZ-82型恒溫水浴鍋;樹脂澆鑄體制樣機(jī);托盤天平、ML204電子天平。196D不飽和聚酯樹脂(UPR)(DCPD型不飽和聚酯樹脂),工業(yè)品;固化劑過氧化甲乙酮(MEKP)、過氧化苯甲酰(BPO)和促進(jìn)劑環(huán)烷酸鈷、異辛酸鈷、N,N-二甲基苯胺(DMA)。

      1.2 196D不飽和聚酯樹脂(UPR)凝膠時(shí)間確定

      取100g不飽和聚酯樹脂放入200mL燒杯中,加入3g過氧化物固化劑,調(diào)整促進(jìn)劑用量,保證25℃時(shí),樹脂凝膠時(shí)間在(30±5)min之間。按照GB/T7195-87測定樹脂凝膠時(shí)間。

      1.3樹脂澆鑄體的制備

      按照GB/T3854-2005制備。

      1.4實(shí)驗(yàn)方法

      1)巴氏硬度測試按照GB/T3854-2005測試樹脂澆鑄體的巴氏硬度。

      2)固化時(shí)間、放熱峰溫度測試,按照文獻(xiàn)[3]的方法進(jìn)行。

      3)氣干性測試用手感覺是否粘手。

      2.結(jié)果與討論

      2.1 DMA用量對(duì)196D不飽和聚酯樹脂固化性能影響

      表1為DMA用量對(duì)196D不飽和聚酯樹脂(UPR)固化時(shí)間、放熱峰溫度、氣干性、澆注體硬度的影響。

      由表1數(shù)據(jù)可知,隨著DMA用量增加,樹脂固化時(shí)間逐漸減少,放熱峰溫度逐漸升高,樹脂澆鑄體的巴氏硬度逐漸升高,當(dāng)DMA用量達(dá)到1.1%時(shí),放熱峰溫度和巴氏硬度反而下降,固化時(shí)間反而增長,究其原因:1)DMA對(duì)該固化體系過氧化甲乙酮/異辛酸鈷中的促進(jìn)劑異辛酸鈷具有活化作用,進(jìn)而提高了過氧化甲乙酮分解產(chǎn)生自由基的速率和數(shù)量,因而樹脂的放熱峰溫度和澆注體硬度增加,固化時(shí)間縮短;2)要保證25℃時(shí),樹脂凝膠時(shí)間在(30±5)min之間,在固定過氧化甲乙酮加入量的前提下,增加DMA用量,勢必減少促進(jìn)劑異辛酸鈷用量,促進(jìn)劑異辛酸鈷加入量的減少,降低了過氧化甲乙酮分解產(chǎn)生自由基的速度及數(shù)量,因而,樹脂的放熱峰溫度和澆注體硬度降低,固化時(shí)間延長。由于DMA的加入可造成樹脂固化產(chǎn)品的顏色變深,脆性增大,一般情況下DMA的加入量不超過0.9%;3)196D不飽和聚酯樹脂屬于DCPD型不飽和聚酯樹脂,氣干性是該類樹脂的最大特點(diǎn),一般情況下,不受固化體系及其成分的影響。按照不飽和聚酯樹脂GB/T8237-2005要求,DCPD型不飽和聚酯樹脂(196D不飽和聚酯樹脂屬于DCPD型)澆鑄體的巴氏硬度應(yīng)≥36;不飽和聚酯樹脂加工成型過程中,要求樹脂的放熱峰溫度在135℃以上,凝膠與固化時(shí)間差越短越好,這樣既可保證產(chǎn)品質(zhì)量,又能提高生產(chǎn)效率,所以樹脂在加工成型過程中加入一定量的DMA是非常必要的。

      2.2固化體系不同對(duì)196D不飽和聚酯樹脂固化性能的影響

      表2-2為采用不同固化體系時(shí),196D不飽和聚酯樹脂固化性能數(shù)據(jù)。

      由表2數(shù)據(jù)可知,采用MEKP/CoⅡ/DMA固化體系,196D不飽和聚酯樹脂的固化性能最好,且澆鑄體巴氏硬度為37(≥36),符合GB/T8237-2005要求,放熱峰溫度(144.5℃)較高,固化與凝膠時(shí)間差(5.1min)較小,更符合196D不飽和聚酯樹脂的固化成型要求,因而,MEKP/CoⅡ/DMA是196D不飽和聚酯樹脂的最好固化體系,究其原因是1)不飽和聚酯樹脂的固化機(jī)理是固化體系發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生自由基,自由基引發(fā)樹脂體系中雙鍵中的Π鍵打開產(chǎn)生自由基,自由基之間發(fā)生反應(yīng)使樹脂固化成型。2)196D不飽和聚酯樹脂屬于DCPD型不飽和聚酯樹脂,是一種活性較低的樹脂,MEKP/CoⅠ、MEKP/CoⅡ和BPO/DMA是二元固化體系,是單促進(jìn)劑體系,前二者的缺點(diǎn)是潮氣的阻聚作用強(qiáng),對(duì)樹脂中雜質(zhì)(包括填料)的敏感性強(qiáng),不能使活性低的不飽和聚酯樹脂完全固化,后者的缺點(diǎn)是空氣的阻聚作用強(qiáng),不能使活性低的不飽和聚酯樹脂完全固化,MEKP/CoⅡ/DMA固化體系是三元固化體系,是雙促進(jìn)劑體系,克服了二元單促進(jìn)劑體系的缺點(diǎn),屏蔽或減少環(huán)境對(duì)固化的影響,可使不飽和聚酯樹脂,特別是低活性不飽和聚酯樹脂快速、完全固化,提高放熱峰溫度和固化速度,進(jìn)而提高樹脂的固化度,增加樹脂澆鑄體的硬度。

      3.結(jié)論

      綜上所述,不飽和聚酯樹脂固化性能差會(huì)給施工生產(chǎn)帶來不便,影響到施工的質(zhì)量。本文在DCPD型不飽和聚酯樹脂固化成型中應(yīng)用了MEKP/CoⅡ/DMA固化體系,該體系固化快,能夠滿足生產(chǎn)的需求,在不飽和聚酯樹脂施工生產(chǎn)中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

      參考文獻(xiàn):

      [1]不飽和聚酯樹脂室溫固化體系研究進(jìn)展[J].袁學(xué)會(huì),劉方方,馮倩男.山東化工.2014(05)

      [2]不飽和聚酯樹脂BPO/DMA/MHPT固化體系的研究[J].劉方方,袁學(xué)會(huì).粘接.2016(02)

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