陸士平 王天堂 (上海富晨化工有限公司 200235) 摘 要: 合成了標(biāo)準(zhǔn)型的環(huán)氧乙烯基酯樹脂,對(duì)其性能進(jìn)行了表征 關(guān)鍵詞: 乙烯基酯樹脂,環(huán)氧乙烯基酯樹脂 1.前言 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)型的環(huán)氧乙烯基酯樹脂是由雙酚A型環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸反應(yīng)后溶于苯乙烯中的熱固性樹脂。這類樹脂的典型牌號(hào)有:Derakane-411;Hetron 922;Atlac 430;Norpol Dion 9100;日本昭和的Ripoxy R-806等。該類樹脂由于具有較好的韌性和耐腐蝕(尤其耐堿)性,正在逐步取代脆性的雙酚A-富馬酸型耐腐蝕樹脂,是一種綜合性能優(yōu)良的高級(jí)耐蝕樹脂。國(guó)內(nèi)目前已有的雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯樹脂,由于原材料(主要是環(huán)氧樹脂)方面的原因,一直采用改性的手段(如異氰酸酯改性、富馬酸改性等)來(lái)改善乙烯基酯樹脂的工藝性能和力學(xué)性能,但往往不能同時(shí)滿足乙烯基酯樹脂好的韌性和耐蝕(尤其耐堿)性。我們從材料的宏觀性能是其微觀結(jié)構(gòu)的反映這一基本原理出發(fā)、設(shè)計(jì)和合成了這種標(biāo)準(zhǔn)型的雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯樹脂并對(duì)其性能進(jìn)行了表征,同時(shí)同國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行了性能對(duì)比。 2.合成和性能測(cè)試 2.1 樹脂的合成:采用一定環(huán)氧當(dāng)量的雙酚A型環(huán)氧樹脂和甲基丙烯酸在催化劑和阻聚劑存在下,于90~130℃反應(yīng)2-4h,當(dāng)酸值<10以下時(shí),終止反應(yīng)、冷卻并溶于苯乙烯單體中待測(cè)。該樹脂取名為FuChem-879。 2.2 試樣的檢測(cè): 2.2.1 樹脂的常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)按國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行。 2.2.2 樹脂澆鑄體的力學(xué)性能檢測(cè)按國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行。 2.2.3 樹脂澆鑄體的耐堿性試驗(yàn)按國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行。 2.2.4 樹脂澆鑄體的耐腐蝕性試驗(yàn)按國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行。 3.結(jié)果與討論 為便于對(duì)比,我們選用了Dow化學(xué)公司的Derakane-411和富馬酸改性的乙烯基酯樹脂同時(shí)檢測(cè)。 3.1 樹脂常規(guī)性能的檢測(cè) 項(xiàng) 目 FuChem-879 Dow-411 富馬酸改性VE 粘度Pa S(25℃) 0.40 0.42 0.40 酸值mg KOH/g 4.90 3.75 10 苯乙烯含量% 43 42 40 凝膠時(shí)間*min(25℃) 16.30 20 20 80℃凝膠時(shí)間**min 固化時(shí)間min 放熱峰溫度℃ 12.05 14.20 177 10 12.50 178 13 14.50 198 *2%MEKP;4%異辛酸鈷液; **1%BPO. 很明顯,879樹脂的反應(yīng)活性比富馬酸改性VE來(lái)得低,而同Dow-411相近。 3.2 樹脂澆鑄體力學(xué)性能檢測(cè) 項(xiàng) 目 879樹脂 Dow-411 富馬酸改性VE GB法 ASTM法(典型值) 拉伸強(qiáng)度Mpa 68.10 66.25 83 55.20 拉伸彈性模量Gpa 3.10 3.07 2.9 3.29 斷裂延伸率% 2.75 2.60 7-8 1.88 彎曲強(qiáng)度Mpa 108 109 148 105 彎曲彈性模量Gpa 3.75 3.73 3.4 3.49 沖擊強(qiáng)度(無(wú)缺口)KJ/M2 21.15 18.09 / 7.61 熱變形溫度℃ 99.4 100.6 99 – 104 112 巴氏硬度 43 43 35 51 FuChem-879樹脂的分子結(jié)構(gòu)示意如下: 由于雙酚A型環(huán)氧乙烯基酯只在分子鏈兩端含有不飽和雙鍵的交聯(lián)點(diǎn),因此從某種意義上說(shuō),在受力狀態(tài)下,整個(gè)分子鏈可伸長(zhǎng),因而可以吸收機(jī)械及熱的沖擊,表現(xiàn)在宏觀性能上具有好的抗沖擊韌性、耐裂紋和開裂性能。而富馬酸改性VE,則由于分子鏈中有交聯(lián)點(diǎn),因而增加了該類樹脂的脆性,盡管熱變形溫度較高,但其它性能均不及FuChem-879。應(yīng)該指出的是:Dow-411采用ASTM法測(cè)試的典型值與采用中國(guó)GB法的測(cè)試結(jié)果在部分項(xiàng)目上(如拉伸、延伸率)存在差別,原因在于試樣尺寸及制作方法不同。 3.3 樹脂澆鑄體耐堿性試驗(yàn) 在10%NaOH沸騰狀態(tài)下,按10h、50h、100h期令。 879樹脂 Dow-411 富馬酸改性VE 10h 重量變化率% +0.36 +0.32 +0.34 巴氏硬度保留率% 81.70 82.30 85 試樣外觀 表 面 光 澤、 無(wú) 變 化 50h 重量變化率% +0.88 +0.20 +0.85 巴氏硬度保留率% 75 76.70 70 試樣外觀 表面光澤、無(wú)變化 表面微量乳化現(xiàn)象 100h 重量變化率% +0.92 +0.15 +0.34 巴氏硬度保留率% 70 70 60 試樣外觀 表面光澤、無(wú)變化 表面有乳化現(xiàn)象 FuChem-879樹脂和Dow-411都通過(guò)了100h試驗(yàn),而富馬酸改性VE在50h時(shí)表面有乳化現(xiàn)象。 分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表明,F(xiàn)uChem-879樹脂比富馬酸改性VE酯基含量低。而樹脂的化學(xué)侵蝕是通過(guò)酯基的水解或未反應(yīng)的不飽和雙鍵在氧化或鹵化時(shí)裂解而發(fā)生的,F(xiàn)uChem-879樹脂的環(huán)氧骨架上的酯基的缺乏和其兩端酯基周圍被甲基的保護(hù),阻礙水和堿對(duì)酯基的水解,因此它比富馬酸改性VE表現(xiàn)出優(yōu)良的耐堿性。 3.4 樹脂澆鑄體的耐腐蝕性能 耐腐蝕試驗(yàn)表明,F(xiàn)uChem-879樹脂可在下列范圍內(nèi)安全使用。 介質(zhì) 濃度% 推薦使用溫度℃ 介質(zhì) 濃度% 推薦使用溫度℃ 鹽酸 37 70 硫酸銅 All 100 20 100 氫氟酸* 10 65 硫酸鎳 All 100 20 40 鉻酸 20 65 硫酸鋅 All 100 硫酸 50 100 70 80 濕氯氣* 100 100 硝酸 5 65 雙氧水 35 60 20 50 氫氧 5 80 檸檬酸 All 100 10 80 次氯酸 10 80 50 95 20 65 尿素 50 65 磷酸 100 100 次氯酸鈉* 15 80 醋酸 25 100 氟化氫(汽) All 80 50 80 氨水 20 65 75 65 甲醇 10 65 有*者使用前,請(qǐng)同我們聯(lián)系;如選用未列入表中的化學(xué)介質(zhì),請(qǐng)來(lái)電咨詢。 4.結(jié)論 |