| 固化剂对氨基模塑料成型影响的初步探索
梁君,杨小燕,郭莹,伍凯飞,周克来,关琦 (南京化工职业技术学院,江苏南京210048) 摘要:氨基模塑料成型性能和成色主要取决于固化剂选用。通过氨基模塑料的流动性和固化成型 时间两方面来筛选固化剂。选择了7种固化剂进行平行实验。实验结果显示,选用单组分固化剂效果 并不理想;又进行了固化剂的复配实验,采用氯化按和乙二酸复配的固化剂,氨基模塑料流动性能较好, 固化时间比较适宜。 关键词:氨基模塑料;固化剂;固化成型时间;流动性 中图分类号:TQZo3文献标识码:A文章编号:1006一7906(2008)06一0022一03 氨基模塑料(脉醛模塑料,UF)是以氨基树脂为 基质添加其他填充剂、脱模剂、固化剂、颜料等,经过 一定工艺制成。由于原料价格低廉,生产工艺简单, 环保易解决,制品色泽鲜艳,外观光滑,无臭无味,具 有自熄及耐电弧性、耐热、阻燃、低烟,制品尺寸稳 定、电绝缘性好和容易着色等优点,氨基模塑料广泛 用于电子、电器、汽车、机械、日用器皿等行业[1]。 本研究对氨基模塑料的固化剂进行了筛选,同 时进行了工艺参数的探讨[2-4]。 1.实验 1.1 原料及试剂 甲醛,工业级,市售;尿素,工业级,中石化金陵 分公司;乌洛托品,工业级,市售;硬醋酸锌,工业级, 市售。 固化剂:乙二酸,分析纯,上海凌峰化学试剂公 司;氯化按,分析纯,汕头市西陇化工厂;三乙醇胺, 分析纯,上海凌峰化学试剂公司;邻苯二甲酸,分析 纯,上海三爱思试剂有限公司;酒石酸按,分析纯,国 药集团化学试剂有限公司;硫脉,分析纯,汕头市西 陇化工厂;固化剂C,由某厂提供。 1.2 实验 在l000mL三口烧瓶中加人3209甲醛,在搅 拌下加人13.29乌洛托品,再加人1689尿素,控制 温度58‘,C反应lh。而后将物料倒人烧杯中,加入 固化剂以及809纸浆和2.49硬醋酸锌。在65OC 以下进行30min捏合。 捏合后的物料在97OC烘干3一4h,直到小分子 化合物挥发完毕。然后用四柱液压机(Y33一83T, 浙江省瑞安市华大液压机械厂)进行压制成型,测定 流动性能和成型时间。 2.结果与讨论 选择了7种固化剂进行平行实验,每种固化剂 分别采用4种用量,对其固化效果进行研究。固化剂用量见表1。
甲醛和尿素经过预聚后,加人各种填充剂及固 化剂,经捏合处理后在烘箱中脱除小分子并进行干 燥处理。干燥处理后的物料在四柱液压机中固化成 型并进行相应的性能检测。固化成型中上模的温度 17。℃,下模温度153:C,压制中物料的温度在140 ℃左右。 2.1 固化剂对氨基模塑料流动性的影响 实验所选用的7种固化剂中,三乙醇胺和硫脉 的固化成型效果最差,几乎不固化;乙二酸为固化 剂,虽然能固化成型,但固化时间较长,大于Zmin, 且流动性差(80~90mm);其他几种固化剂的用量 对流动性能的影响如图1所示。
流动性的好坏影响氨基模塑料的压制成型以及制品外观、制品的机械性能等。由图1可见,使用某厂提供的固化剂C时氨基模塑料的流动性最好,使用酒石酸钱时次之,而采用氯化按时流动性最差。 由图1中的趋势线可知,随固化剂用量的增加,流动性能总的趋势是下降的。酒石酸按的流动性数据差异较大,其原因主要是预聚温度不稳定。对于邻苯二甲酸固化剂,实验浓度范围内,在用量约0.389存在一个流动性最小的点。 由于采用氯化钱时固化的速度较快,随用量的增加其流动性的变化几乎测试不出来,这导致在图1中其曲线几乎是一条直线。 2.2 固化剂用量时成型时间的影响 所选7种固化剂中成型较快的4种固化剂的效果如图2所示。
由图2可见,随着固化剂用量的增加,固化成型时间缩短。固化剂用量与固化成型时间几乎成线性关系,且4种固化剂的斜率相差不大。使用氯化按时的成型时间明显短于使用其他固化剂的成型时间。其他3种固化剂在用量相同的情况下,成型时间相差小于55,相对集中;其中,采用固化剂C的成型时间最短,酒石酸铰次之,邻苯二甲酸最长。成型时间过短不利于制品的成型均匀,导致应力集中等现象;成型时间过长,则影响生产效率。 2.3 固化齐弓的复配 通过以上分析可知,相对于其他固化剂,酒石酸 钱在流动性和成型时间方面的表现都较接近某厂提 供的固化剂C,但使用酒石酸钱成本较高,而且固化 效果仍有差距。考虑到氯化按成型时间短,流动性 较差;乙二酸固化时间长,流动性能较好,而且两者 的成本低廉,于是将2种固化剂进行复配实验。复 配各组分用量见表2。
由表2可见,4组复配固化剂的固化效果相差不大,流动性都在140mm左右,固化成型时间都在 505左右。与采用纯氯化钱为固化剂相比,氨基模 塑料的流动性能大大改善,成型时间也缓和较多。以上实验结果说明,乙二酸对延缓固化时间比 较有效,或者说可以通过乙二酸对固化成型时间进 行控制。以第2组效果最好,固化成型时间最短。 最佳固化剂复配用量及成型性能如下:氯化按用量 0.0259,乙二酸用量0.39,流动性140mm,固化成 型时间505。 3 结论 a)对于单组分固化剂,随着固化剂用量的增加, 氨基模塑料的流动性总体呈下降趋势,而固化成型 时间相对缩短,且固化剂用量和固化成型时间几乎 成线性关系。 b)采用氯化钱与乙二酸复配的固化剂使得氨 基模塑料的流动性能大大改善,且固化成型时间可 控制在505左右,2种固化剂成本低廉,易于使用。 c)最佳固化剂复配用量及成型性能如下:氯化钱 用量0.0259,乙二酸用量0.39。采用该复配固化剂 后,氨基模塑料的流动性140mm,固化成型时间505。 参考文献: 1.杨国华,黄以民,刘土生.国内外氨基模塑料的现状与发展趋势[J].热固性树脂,2006,21(1):49一52 2.马松海.刘军深,刘春萍等.脉醛树脂的固化研究「J].化学工程师,2006,134(11):52一54 3.马松海,刘军深,刘春萍等.脉醛树脂的固化机理及其应用[J].北京林业大学学报,2007,29(4):90~94 4.顾继友,韦双颖,朱丽滨.脉醛树脂固化剂体系的研究[J].中国胶粘剂,2003,13(2):4一8 |






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