酚醛樹脂及其復材成型6

    高溫固化酚醛樹脂的固化及高黏度,是酚醛樹脂復合材料成型工藝應注意的問題,業界對此頗多研究,據環氧樹脂行業協會專家專門介紹。
    (3)高溫固化酚醛樹脂的固化及高黏度問題
    為避免酸催化酚醛樹脂對模具的腐蝕問題,有人曾對高溫固化酚醛樹脂用于拉擠工藝做過試驗。些酚醛樹脂,在130~150℃溫度下就能很快地固化。例如砂紙用的樹脂層,在130℃溫度下經過5~6min即可固化。因而拉擠成型工藝采用高溫固化的酚醛樹脂完全是有可能的。通常,高溫固化酚醛樹脂的黏度較高,約為4~6 pa•s。若為改善制品表面質量需加入填料,黏度還會增大,這將會對拉擠工藝帶來不利的影響。這種情況是拉擠成型工藝所不希望的。為此有人企圖尋找各種不同的單體,以改變酚醛的化學組分結構。其中較為成功的例子,就是使用間苯二酚,既加快了固化速度又不至于增加酚醛樹脂的黏度和脫水量。
    BP化學公司和Plenco公司采用間苯二酚催化技術,這種方法已被美國的一些公司所采用,例如Creative拉擠公司。酚醛樹脂拉擠成型時,必須有足夠長的模具,較高的成型溫度,并且好直接往模具內注入樹脂,而不是往膠液槽體內注入樹脂。據環氧樹脂行業協會專家介紹,美國INDSPEC公司開發的拉擠用酚醛樹脂2074A/2026B,已經申請了,用其制作的玻璃鋼產品,J.V.Gauchfl等人研究了酚醛拉擠工藝參數對拉擠制品質量的影響。
    把經過配制混合的樹脂,在成型模的前端位置上,在壓力的作用下注射入模。這是1種新的拉擠工藝形式,不但省去了樹脂浸膠槽,而且增強材料入模前保持為干燥狀態。這種工藝方法也稱為“注射拉擠工藝”(IP)。這種注射拉擠工藝方法有以下優點:一是樹脂組分配料較為準確,可利用計量泵連續計量,以避免手工混合帶來的誤差;二是樹脂浸漬槽由開放形式變成了全封閉形式,大大降低了樹脂濺散的可能性,從而改善了拉擠工藝的工作環境。
    如上所述酚醛拉擠工藝還存在著不少的技術問題,另外酚醛拉擠制品還不十分完美。目前還在尋找可在模腔內加速固化過程,但對模具鋼材不會產生腐蝕作用的催化劑。環氧樹脂行業協會專家表示,理想的是在室溫下活性很低(甚至無活性)的催化劑,這樣就可以延長酚醛樹脂在膠槽中的貯存時間。實際使用時先把催化劑加入到膠槽內,而后在拉擠模的高溫條件下經過水解或其他反應分解,產生出反應所需的自由酸。除此以外,經過試驗,一些室溫下不溶的,或者難溶的,但在拉擠模腔高溫條件下,溶解度和活性都變得很強的弱堿,是非常適合用作為酚醛拉擠工藝的催化劑。
    另外有些生產廠商還經常對不銹鋼模具的內表面,進行必要的硬度處理,以達到具有高光潔表面和耐磨損性的要求。使用拉擠脫模劑,也可有效地減少酸性對拉擠模具的侵蝕作用。據環氧樹脂行業協會專家介紹,北京玻鋼院復合材料有限公司開發的采用間苯二酚的非酸固化拉擠專用酚醛體系已經通過了工藝試驗,關于界面性能、固化制度、模具設計等方面的研究還在進行中。