摘要:研究了以聚酯回收料為原料生產的對苯型不飽和聚酯樹脂的固化性能和耐化學腐蝕性能,分析了影響凝膠時間的各种因素。試驗結果表明,所得對苯型樹脂具有优良的耐化學腐蝕性能。其耐酸性、耐鹼性、耐鹽性和耐水性能与間苯ＵＰＲ樹脂相當,其耐溶劑和耐氧化酸性能与雙酚Ａ型ＵＰＲ樹脂相當。

關鍵詞:對苯型不飽和聚酯樹脂;固化;耐化學腐蝕

引　言

對苯型不飽和聚酯樹脂是用對苯二甲酸、二元醇和順丁烯二酸酐經酯化反應而制得的,其耐熱性可与雙酚Ａ型耐腐蝕不飽和聚酯樹脂3301相媲美,其耐酸、鹼性能高于通用聚酯,而耐有机溶劑性能更是其他類型不飽和聚酯樹脂無法比擬的。因此,它是一种高耐熱性、耐溶劑性、耐腐蝕性、耐液体和气体透過性以及電性能、力學性能較好的樹脂[1～4]。對苯型不飽和聚酯樹脂可作為玻璃纖維增強材料(即玻璃鋼)廣泛用于建筑、交通運輸、船舶、航空、化工防腐、環境保護等領域。根据文獻[2]選用聚酯回收料生產對苯型不飽和聚酯樹脂,詳細研究了原料配比和工藝參數對產品質量的影響[5]。本文主要研究了以聚酯回收料為主要原料生產的對苯型不飽和聚酯樹脂的固化性能和耐腐蝕性能。

1　實驗部分

1 1　原材料

對苯型不飽和聚酯樹脂、過氧化甲乙酮(活性氧質量分數為(10±0 2)%),環烷酸鈷(鈷質量分數為0 8%),鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、氫氟酸、丙烯酸、氫氧化鈉、苯、二甲苯、食鹽、次氯酸鈉、汽油、乙醇、海水。

1 2　實驗方法

1 2 1　固化性能測試

將一定量的樹脂中置于坩堝中,先后加入指定量的過氧化甲乙酮和環烷酸鈷液,攪拌均勻后中間插一熱電偶,于環境溫度為25℃條件下記錄時間-溫度曲線,取曲線中的最高溫度即為樹脂固化過程中的最高放熱峰。

1 2 2　耐化學腐蝕性能測試

ａ.將對苯樹脂制成25ｍｍ×10ｍｍ×10ｍｍ澆鑄体,經過24ｈ常溫固化后脫模,繼續加熱固化,從室溫逐漸升至100℃,恒溫2ｈ。

ｂ.常溫浸泡測試是將上述經處理的澆鑄体放入選定的腐蝕介質中,浸泡365ｄ后,稱量其質量變化并記錄試塊的外觀變化情況。

ｃ.加熱浸泡測試是將上述經處理的澆鑄体放入化學介質加熱到100℃煮沸100ｈ,稱試塊煮沸前后的質量變化并記錄外觀的變化情況。

2　結果与討論

2 1　促進劑加入量的影響

實驗証明凝膠時間隨著環烷酸鈷加入量增加而縮短,當加入量低于0 5%時,凝膠時間明顯延長,影響最終固化。而用量大于3 5%時,凝膠時間變化不太明顯見表1。

2 2　固化劑加入量的影響從

表2中可以看出,凝膠時間隨著過氧化甲乙酮加入量的增加而縮短。當加入過氧化甲乙酮質量分數低于0 5%,凝膠時間明顯延長,影響最終固化。

2 3　溫度對凝膠時間的影響從

表3中可以看出,隨著溫度升高凝膠時間顯著縮短。在不同的施工溫度下應采取不同的固化劑和促進劑的添加量。

2 4　固化時間對固化度的影響

在不同的的溫度下加入質量分數為2%過氧化甲乙酮,2%的環烷酸鈷液,制成4層的玻璃鋼制品,在不同時間段測試其玻璃鋼的巴柯爾硬度變化規律。從表4中可以看出,樹脂玻璃鋼的巴柯爾硬度需要一星期才能達到35以上,采取熱固化措施能

确保固化更完全。

2 5　樹脂固化過程中的最高放熱峰

樹脂在固化過程中放熱峰溫度的高低与樹脂的最終固化完全程度和樹脂澆鑄体的物理、力學性能有著密切關系。一般而言,高的放熱峰溫度有利于樹脂的固化,樹脂澆鑄体的熱變形溫度和力學性能得到相應的提高。但過高的放熱溫度會導致樹脂收縮率增加和微裂紋的出現。

在25℃環境條件下,對苯樹脂中加入質量分數為2 5%的過氧化甲乙酮和2 0%的環烷酸鈷后測試,其最高放熱峰溫度為179℃。

2 6　耐腐蝕性能試驗

2 6 1　耐化學介質性   將樹脂澆鑄体浸泡在不同濃度的化學介質中,經過一年后測定質量和外觀變化,見表5。

2 6 2　不同樹脂在各种耐腐蝕介質中的腐蝕情況  將樹脂澆鑄体浸泡在不同濃度的化學介質中,100℃煮沸100ｈ后測定質量和外觀的變化,見表6。

從表5和表6可以看出,該對苯型不飽和聚酯樹脂具有优良的耐溫性和耐化學腐蝕性,其耐酸、耐鹼、耐鹽、耐水性能和間苯型樹脂相當,其耐氧化性酸和耐溶劑的性能与雙酚Ａ型樹脂相當。

3　結　論

1)固化劑和促進劑加入量、固化的環境溫度、固化時間及后處理對凝膠時間和和固化特性有明顯影響。

2)對苯型不飽和聚酯樹脂具有优良的耐溫性和耐化學腐蝕性,其耐酸、耐鹼、耐鹽、耐水性能和間苯型樹脂相當,其耐氧化性酸和耐溶劑的性能与雙酚Ａ型樹脂相當。

參考文獻:

[1]黃榮發,焦揚聲,鄭安吶.不飽和聚酯樹脂[Ｍ].北京:化學工業出版社,2001.

[2]肖淑紅,回收ＰＥＴ合成不飽和聚酯的技術進展和建議[Ｊ].熱固性樹脂,2006,21(增):31-34.

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[4]云會霞,木百孝達,對苯二甲酸型耐熱樹脂的研制与性能初探[Ｊ].熱固性樹脂,2001,16(4):12-13.

[5]錢建華,劉坐鎮,姚星.用聚酯回收料生產對苯型不飽和聚酯樹脂的研究[Ｊ].上海化工,2007,32(2):14-16.