復(fù)合材料裝備、復(fù)合材料制品、工業(yè)自動化設(shè)備制造商利益與共 品德為先
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常常用熱固性樹脂--乙烯基樹脂
乙烯基樹脂是由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環(huán)加成化學(xué)反應(yīng)而制得的，實際為丙烯酸改性的環(huán)氧樹脂，主鏈?zhǔn)黔h(huán)氧樹脂，僅在末端含有酯基。由于酯鍵少，不易耐腐蝕性優(yōu)異，同時兼具環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂的工藝特性，故自20世紀(jì)60年代以來，獲得了迅速發(fā)展，已經(jīng)在食品、化工、海洋勘探等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于乙烯基合成的工藝和方法不同，這些乙烯基樹脂的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用也有差別，在具體使用時應(yīng)進行篩選和判斷。
國內(nèi)外乙烯基酯樹脂牌號一覽表
|
公司 |
陶氏化學(xué) |
亞什蘭化學(xué) |
昭和聚合物 |
DSM公司 |
上緯企業(yè) |
上海富晨 |
Reichhold |
|
國度 |
美國 |
美國 |
日本 |
荷蘭 |
中國臺灣 |
上海 |
挪威 |
|
品牌 |
Derakane |
Hetron |
Ripoxy |
Atlac |
Swancor |
Fuchem |
Norpol Dion |
|
標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯 |
411 |
922 |
806 |
430 |
901 |
854 |
9100 |
|
阻燃型環(huán)氧乙烯基酯 |
510 |
992 |
550 |
750 |
905 |
892 |
9300 |
|
酚醛環(huán)氧乙烯基酯 |
470 |
980 |
630 |
590 |
907 |
890 |
9400 |
|
高交聯(lián)密度型環(huán)氧乙烯基酯 |
— |
970 |
600 |
— |
977 |
898 |
9700 |
|
柔性環(huán)氧乙烯基酯 |
8084 |
— |
— |
— |
980 |
810 |
— |
|
PU改性型環(huán)氧乙烯基酯 |
— |
— |
— |
580 |
— |
820 |
9800 |
產(chǎn)品種類：
由于樹脂合成的工藝和方法的不同，各家乙烯基樹脂的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用也會略有差別。
1、標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂
標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基樹脂是由甲基丙烯酸與雙酚A環(huán)氧樹脂通過反應(yīng)合成的乙烯基樹脂，已溶于苯乙烯溶液。該類型樹脂具有以下特點：
在分子鏈兩端的雙鍵活潑，使乙烯基樹脂能迅速固化，很快使用強度，具有高度耐腐蝕性聚合物；采用甲基丙烯酸合成，酯鍵邊的甲基可起保護作用，提高耐水解性；樹脂含酯鍵量少，每摩爾比耐化學(xué)聚酯（雙酚A-富馬酸UPR）少35-50%，使其耐堿性能提高；較多的仲羥基可以對玻璃纖維的濕潤性與粘結(jié)性，提高了層合制品的力學(xué)強度；由于僅在分子兩端交聯(lián)，因此分子鏈在應(yīng)力作用下可以伸長，以吸收外力或熱沖擊，表現(xiàn)出耐微裂或開裂。
國外標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂典型性能
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Derakane 411 |
83 |
2.9 |
7-8 |
148 |
3.4 |
102 |
|
Hetron 922 |
86 |
3.2 |
6.7 |
141 |
3.5 |
105 |
|
Ripoxy 806 |
79 |
- |
3.2 |
135 |
3.1 |
110 |
|
Atlac 430 |
95 |
3.6 |
6.1 |
150 |
3.4 |
105 |
|
Swancor 901 |
85 |
3.4 |
5.5 |
127 |
3.3 |
101 |
|
Dion 9100 |
80 |
3.4 |
5 |
95 |
3.3 |
100 |
標(biāo)準(zhǔn)型雙酚A環(huán)氧乙烯基樹脂的力學(xué)性能（GB標(biāo)準(zhǔn)）
|
|
一國外產(chǎn)品 |
854乙烯基 |
|
HDT ℃ |
105 |
105 |
|
抗張強度Mpa |
81 |
82 |
|
抗張模量Gpa |
3.3 |
3.28 |
|
斷裂伸長率% |
4.7 |
4.8 |
|
彎曲強度Mpa |
116 |
115 |
|
彎曲模量Gpa |
3.6 |
3.7 |
2、阻燃環(huán)氧乙烯基酯樹脂
阻燃乙烯基樹脂一般采用溴化環(huán)氧樹脂合成。由于樹脂中由于含溴，因此阻燃乙烯基樹脂在具有耐化學(xué)性的同時，又可以阻燃。
國內(nèi)外阻燃乙烯基酯樹脂典型性能
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Derakane510A |
69-76 |
3 .4 |
7-8 |
110-124 |
3.7 |
107 |
|
Hetron 992 |
90 |
3.5 |
5.0 |
145 |
3.6 |
108 |
|
Ripoxy 550 |
74 |
3.2 |
3.0 |
105 |
3.3 |
108 |
|
Atlac 750 |
90 |
3.6 |
4.0 |
155 |
3.7 |
110 |
|
Swancor 905 |
83 |
3.6 |
3.5 |
131 |
3.7 |
110 |
|
Fuchem 892 |
50 |
3.12 |
2.0 |
100 |
3.3 |
105 |
|
Dion 9300 |
76 |
3.5 |
4 |
145 |
3.4 |
110 |
注：上表中的Fuchem 892測試方法是按國標(biāo)（GB）進行。
3、酚醛酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂
將酚醛環(huán)氧樹脂引入乙烯酯樹脂的骨架中，合成的乙烯基酯樹脂一般稱Novolac乙烯基酯樹脂。樹脂具有較高的熱穩(wěn)定性。樹脂固化后，交聯(lián)密度大。其熱變形溫度達120-135℃，可以延長使用壽命并具有優(yōu)良的耐腐蝕性，特別對含氯溶液或溶劑耐腐蝕性好。
國外酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂性能典型性能
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Derakane 470 |
85 |
3.6 |
3-4 |
131 |
3.8 |
149-154 |
|
Hetron 980 |
88 |
3.3 |
4.2 |
150 |
3.4 |
133 |
|
Ripoxy 630 |
74 |
- |
2.5-3.0 |
135 |
3.7 |
137 |
|
Atlac 590 |
90 |
3.5 |
4.0 |
155 |
3.6 |
140 |
|
Swancor 907 |
82.6 |
3.54 |
2.7 |
134 |
3.9 |
148 |
|
Dion 9400 |
72 |
3.7 |
3 |
125 |
3.6 |
135 |
酚醛環(huán)氧乙烯基樹脂的力學(xué)性能(GB標(biāo)準(zhǔn))
|
|
一國外產(chǎn)品 |
890乙烯基 |
|
HDT ℃ |
137 |
130 |
|
抗張強度Mpa |
59 |
72 |
|
抗張模量Gpa |
3.6 |
3.45 |
|
斷裂伸長率% |
2.75 |
2.73 |
|
彎曲強度Mpa |
116 |
122 |
|
彎曲模量Gpa |
3.9 |
3.99 |
4、高交聯(lián)密度酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂
為了適應(yīng)耐高溫強度情況的需要，較多廠家對酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹脂進行了改性，提高了樹脂的交聯(lián)密度和耐熱性能，具有優(yōu)良的耐酸、耐溶劑腐蝕性性能，適用于各種高溫強腐蝕情況，如脫硫裝置（FGD）、高溫?zé)焽璧�。該類型的國�?nèi)外生產(chǎn)廠家較少，同時幾個國外產(chǎn)品目前在國內(nèi)市場均沒有供應(yīng)，因此也不能對這幾個樹脂的性能按GB標(biāo)準(zhǔn)作一測試比較。
國外幾個產(chǎn)品的性能一覽表
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Hetron 970 |
78 |
3.7 |
2.9 |
111 |
3.9 |
149 |
|
Ripoxy 600 |
74 |
- |
2.5 |
135 |
3.7 |
151 |
|
Swancor 977 |
76 |
3.6 |
2.1 |
117 |
3.9 |
154 |
|
Dion 9700 |
73 |
3.36 |
3.3 |
146 |
3.46 |
160 |
高交聯(lián)密度酚醛環(huán)氧乙烯基酯樹酯力學(xué)性能
|
項 目 |
澆 鑄 體 |
增 強 薄 板 |
||
|
數(shù) 值 |
測試方法 |
數(shù) 值 |
測試方法 |
|
|
拉伸強度MPa |
70 |
GB2568 - 95 |
230 |
GB1447 - 83 |
|
拉伸模量MPa×10 |
3.50 |
GB2568 - 95 |
14.5 |
GB1447 - 83 |
|
延伸率 % |
2.2 |
GB2568 - 95 |
— |
— |
|
彎曲強度MPa |
122 |
GB2570 - 95 |
320 |
GB1449 - 83 |
|
彎曲模量MPa×10 |
4.10 |
GB2570 - 95 |
13.5 |
GB1449 - 83 |
|
沖擊強度KL/M |
10 |
GB2571 - 95 |
230 |
GB1451 - 83 |
|
Barcol硬度 |
45 |
GB3854 - 83 |
— |
— |
|
熱變形溫度 ℃ |
150±5 |
GB1634 - 89 |
— |
— |
*：后固化處理：采用 MEKP固化劑，室溫固化24hr后，在80℃2hr，110℃1hr，155℃ 下1hr。 **：增強薄板鋪層為：表面氈1層/短切氈1層/04無堿玻璃布9層/短切氈1層/表面氈1層；總厚度4mm，總體樹脂含量約60%，后處理80℃2hr，110℃2hr，155℃2hr。
5、柔性乙烯基酯樹脂
為了適應(yīng)各種防腐蝕工程施工的需要，發(fā)展了柔性乙烯基酯樹脂，柔性乙烯基酯樹脂具有對鋼和混凝土表面很高的粘接性，與傳統(tǒng)的環(huán)氧乙烯基酯樹脂相比，其延伸率更高，粘接強度大大的提高，抗沖強度提高近4倍，層間強度提高20%，并具有獨特的耐磨性。
廣泛的應(yīng)用于耐腐蝕內(nèi)襯、灌縫材料或底涂樹脂，如整體砂漿地坪制作中的底涂，可以省略國內(nèi)施工操作中的玻璃鋼隔離層制作，在提高整體性能的同時，也可節(jié)省成本；管接件等各種材料的粘接；與Kevlar纖維或其它增強材料合用，制作高強度和耐疲勞的制品，如運動或軍用頭盔、帆船等。
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Derakane 8084 |
72 |
3.2 |
11 |
117 |
3.0 |
79 |
|
Swancor 980 |
66 |
3.2 |
11 |
110 |
3.0 |
79 |
柔性乙烯基酯樹脂的力學(xué)性能(GB標(biāo)準(zhǔn))
|
|
國外一產(chǎn)品 |
810乙烯基 |
|
HDT ℃ |
75 |
74 |
|
抗張強度Mpa |
83 |
82 |
|
抗張模量Gpa |
3.2 |
3.35 |
|
斷裂伸長率% |
6.0 |
6.1 |
|
彎曲強度Mpa |
109 |
105 |
|
彎曲模量Gpa |
3.60 |
3.64 |
6、PU改性環(huán)氧乙烯基酯樹脂
該類型樹脂是通過氨基甲酸酯（如TDI）對環(huán)氧乙烯基酯樹脂進行改性而成，兼有鏈內(nèi)不飽和性和鏈端的不飽和性。和通常的雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂相比，具有優(yōu)異的耐腐蝕性、柔韌性和良好工藝性，由于氨基甲酸酯的引入，提高了樹脂與纖維的相容性，并能保持樹脂表面良好的氣干性。能夠適合于纏繞等各種工藝.
PU改性乙烯基酯樹脂性能一覽表
|
|
拉伸強度Mpa |
拉伸模量Gpa |
延伸率% |
彎曲強度Mpa |
彎曲模量Gpa |
HDT℃ |
|
Atlac 580 |
83 |
3.5 |
4.2 |
153 |
3.6 |
115 |
|
Fuchem 820 |
82 |
3.2 |
4.3 |
115 |
3.7 |
115 |
|
Dion 9800 |
80 |
3.3 |
4.2 |
145 |
3.2 |
115 |
注：上表中的Fuchem 820測試是按國標(biāo)（GB）方法進行。
7、其它品種
目前，國內(nèi)市場上乙烯基酯樹脂除上述品種外，還有兩大類：一類是較多廠家采用的丙烯酸型乙烯基酯樹脂，或在該樹脂基礎(chǔ)上用氨基甲酸酯改性處理，該類型樹脂耐溫等級比相應(yīng)的甲基丙烯酸型乙烯基酯下降10—20℃，樹脂的延伸率上升，但由于缺乏甲基對酯鍵的保護作用，導(dǎo)致樹脂的耐腐蝕性能如耐堿性下降；另一類樹脂是我國特色產(chǎn)品，它是富馬酸改性雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹脂，但從嚴(yán)格意義上說，它不屬于乙烯基酯樹脂，而是乙烯基酯樹脂與雙酚A不飽和聚酯樹脂中的一個過渡品種，這種類型的乙烯基酯樹脂具有交聯(lián)密度高、脆性和收縮大的特點，由于樹脂中的酯鍵含量比標(biāo)準(zhǔn)型乙烯基樹脂高40-50%，因此其耐堿性相對較差。
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