S-718韧性不饱和聚酯树脂的合成与性能

1、前言
    近年来,国内引进的人造玛瑙、人造大理石、SMC/BMC、拉挤、缠绕、浇铸、连续板材等工艺对不饱和聚酯树脂提出了更高的要求,如制造高弹性下班钢模具、柔韧性下班钢板材装饰等制品,对不饱和聚酯树脂的抗冲击性能、韧性都有很高的要求,担通常用的不饱和聚酯树脂的断裂伸长率比较低,一般都在2%左右,乙烯基树脂一般也不超过5%,我厂在引进国外不饱和聚酯树脂技术的基础上,对韧性树脂进行了研究,成功地生产出S-718韧性不饱和聚酯树脂,这种树脂具有优良的柔韧性能和适当的粘度及胶凝时间。
    2、S-718树脂合成原理
    通常不饱和聚酯树脂是由不饱和二元酸或酸酐,饱和二元酸或酸酐与二元醇经缩聚反应而成的聚合物,再经苯乙烯等稀释而制得。不饱和聚酯中由于存在不饱和双键,因此在有机过氧化物如MEKP引发下可以进行共聚固化,不饱和聚酯在交联后的性质职其韧性主要取决于所用二元酯及二元醇的种类及数量。
    要制得韧性较好的不饱和聚酯树脂,先必须在聚酯的分子结构中引入较长的脂肪链,但若过多地加入带脂肪链的酸,则聚酯树脂就会有部分结晶,并使分子链中不饱和双键间距拉开,导致树脂固化后的机械强度下降,如加入分子链中带醚键的二元醇,也可以使不饱和聚酯树脂中柔韧性能增加,但分子中的醚键也增加了聚酯对水的敏感性,因此其固化后的耐水性及电性能均有所下降。生产S-718不饱和聚酯树脂对生产设备要求较高,特别是对设备的耐腐要求高,对立式冷凝管的耐腐要求特别高。所以要综合考虑各种因素,选择合适的原材料种类及其规格,并合理选择原料配比及生产工艺。
    3、主要材料及规格
    丙二醇:折光率:1.4300~1.4330,含量:≥95.0%;
    二乙二醇:含量≥99%,比重1.115~1.118;
    乙二醇:折光率:1.4300~1.4320,含量:≥95.0%;
    新戊二醇:白色颗粒晶体,羟基≥30%;
    己二酸:纯度≥98%,熔点151~153℃,水分≤0.5%;
    间苯二甲酸:含量≥95%,熔点336~340℃;
    顺酐:结晶点50~54℃,纯度≥99%;
    苯乙烯:比重0.894~0.904,含水率≤0.05%;折光率(25℃)1.5438~1.5440。
    4、S-718树脂的合成
    S-718树脂合成工艺路线如下:


 
    5、S-718树脂技术要求
    S-718树脂及浇铸体的技术要求见表1、2


  注:①、以上数据为南京市产品质量监督检验所检验;
    ②、25℃凝胶时间:试样50g;促进剂:1±0.1%辛酸钴溶液1ml;引发剂:活性氧含量9±0.5%过氧化甲乙酮1ml;
    ③、浇铸体试样制作方法按GB8237中第4.2.1进行,试样的形状和尺寸按GB1701中4.1规定。

    6、S-718韧性树脂的应用配比
    S-718韧性树脂添加在一般的邻苯、间苯型树脂中可适用于手糊、喷射、缠绕、拉挤等多种下班钢成型工艺中,也可用于表面涂层,工艺装饰品用的浇铸工艺,其使用方法与普通树脂完全相同,固化配比也基本相同。在S-793人造玛瑙树脂中添加S-718树脂,固化后其机械性能见表3。


  由表3可以看出,S-718树脂的加入量在3%~5%之间,断裂延伸率有明显的升高而其它性能却变化不大,当加入量大于10%时,断裂延伸率大大提高,而弯曲强度、拉伸强度等性能却有明显的下降,所以在玛瑙洁具的生产中,建议加入量为3%~5%。
    一般性能下下班纤维增加树脂的破坏有二种方式,即宏观断裂和微裂纹化。宏观断裂指的是玻璃钢至少有二个部分不再相连,这种断裂既可以是玻纤本身的断裂,也可以是玻纤与树脂基体的分离,解决的方法一般是采用增加玻纤强度和使用偶联剂处理玻璃纤维。而微裂纹主要是由局部应力造成的,这种局部应力产生于纤维与树脂之间不同的热收缩性和高模量纤维和低模量脆性基体之间的弹性不连续性,这些细小的裂纹沿纤维面发展到较长长度时,从宏观上可见:(1)刚度和强度下降;(2)耐腐蚀性能下降;(3)耐疲劳性下降;(4)增加力学了的滞后现象。由实验可知,其玻璃钢制品的强度和钢度等力学性能变化不大,可阻止裂纹发展。
    7、结论
    718韧性树脂在常温下可加入邻苯型、间苯型、新茂二醇型不饱和聚酯树脂中,也可以加入各种不饱和聚酯树脂中,也可以加入各种不饱和聚酯树脂胶衣中,通过搅拌能完全混溶达到理想效果。加入该树脂能提高制品的抗冲击性能和断裂延伸率,改善制品的物理机械性能,减少制品的裂纹和银纹。经我厂Filon板材分厂生产玻璃钢包扎板材和众多厂家在改良模具树脂及玻璃钢制品上的应用,大大提高了玻璃钢制品的韧性,对玻璃钢制品在成型过种中产生的龟裂现象有发很好的抑制作用,对提高玻璃钢制品的抗冲击性能和提高产品的合格率起到了很好的作用,经验证,该树脂的主要质量指标和技术性能均达到了美国同类产品的水平,是我国不饱和聚酯家族中的一个优秀“成员”。
本文得到陶志刚同志的大力支持,谨表谢意。