不飽和聚酯樹脂交聯(lián)固化所用引發(fā)劑、促進劑品種很多,常用的引發(fā)劑和促進劑先是過氧化環(huán)己酮。據(jù)不飽和樹脂網(wǎng)專家介紹,過氧化環(huán)己酮為固體粉末狀、很不穩(wěn)定,故常配成50%的糊狀物,就是常說的“Ⅰ”號固化劑 。是由環(huán)己酮和過氧化氫在酸性介質(zhì)中反應(yīng)制得,制備方法分兩步法和一步法。兩步法是先用環(huán)己酮和過氧化氫反應(yīng)得到過氧化環(huán)己酮,再與鄰苯二甲酸二丁酯混合成糊狀產(chǎn)品。一步法則直接以鄰苯二甲酸二丁酯作溶劑,使環(huán)己酮與過氧化氫反應(yīng)制得糊狀產(chǎn)品。兩種方法反應(yīng)原理相同,通過環(huán)己酮與過氧化氫的不同摩爾比,可以得到具有不同分子結(jié)構(gòu)的過氧化物。實際生產(chǎn)時所得產(chǎn)物為復(fù)雜的混合物。這些不同結(jié)構(gòu)的過氧化物的臨界溫度以及在環(huán)烷酸鈷存在下分解自由基的速度已經(jīng)測定。一般來講,氫過氧基(-O-OH)多時其活性高,羥基(-OH)多時活性低。具有兩個(-O-OH)的過氧化物比具有一個(-O-OH)和一個(-OH)的過氧化物活性大;具有兩個(-OH)的過氧化物與鈷鹽不起作用,或者說鈷鹽不能促進含有兩個羥基(-OH)的過氧化物。不同廠家和不同方法生產(chǎn)的產(chǎn)品,其成分會有不同。性能上會有差別,使用時要進行試驗。
過氧化苯甲酰則為白色粉末,性能極不穩(wěn)定摩擦、撞擊、遇熱、或與還原劑接觸,都能引起爆炸。現(xiàn)在多用于樹脂的中、高溫固化成型工藝。應(yīng)用于不飽和樹脂常溫固化時,把過氧化苯甲酰制成二丁酯糊狀物,含量為50%,就是常說的“Ⅱ”號固化劑,應(yīng)用時與“Ⅱ”號促進劑配伍。不飽和樹脂網(wǎng)專家還介紹了過氧化甲乙酮,過氧化甲乙酮是不飽和聚酯樹脂應(yīng)用廣泛的常溫固化劑。純態(tài)過氧化甲乙酮很不穩(wěn)定,易分解以致爆炸,有氧化著火危險,常用鄰苯二甲酸二甲酯稀釋后使用,這就是常說的V號固化劑。其價格低、易與樹脂混溶、使用方便、固化效果好。與鈷促進劑連用適于室溫固化,使用溫度范圍15~25℃。缺點是對水敏感,因為水會使促進劑失去活性;不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上都有差別,總活性氧含量在9~11%之間,有的甚至更高。由于過氧化甲乙酮很不穩(wěn)定,即使在室溫下也會緩慢分解出氣體,有著火危險。故國際上規(guī)定過氧化甲乙酮活性氧含量不得超過10%。過氧化甲乙酮主要組分變異和過氧化環(huán)己酮類似,也是多組分的混合體。控制甲乙酮與過氧化氫的摩爾比,可得到不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。
不同的異構(gòu)體有不同的性能。氫過氧基(-O-OH)使活性增大,羥基(-OH)使活性減小。過氧化甲乙酮主要有3種結(jié)構(gòu)。據(jù)不飽和樹脂網(wǎng)專家介紹,過氧化甲乙酮的不同結(jié)構(gòu)在樹脂固化時具有不同的作用:氧化氫決定樹脂的凝膠時間;甲乙基二過氧化氫決定樹脂初始固化速度;二(1-氫過氧基,甲乙基)過氧化物決定整個固化及后期固化;過氧化氫含量過高,盡管凝膠時間短,但會有許多負(fù)面影響,過氧化甲乙酮在使用中的反?,F(xiàn)象主要是由過氧化氫的反常分解造成的。在實際使用時我們有時會發(fā)現(xiàn),預(yù)促進樹脂加入過氧化甲乙酮后有許多泡沫產(chǎn)生,這就是過氧化甲乙酮中過量的過氧化氫大量分解的結(jié)果。當(dāng)其分解自由基速度比被不飽和雙鍵吸收速度快時,大量過量自由基會互相結(jié)合而失去活性,進而導(dǎo)致樹脂因自由基不足而固化不完全的嚴(yán)重后果。促進劑是能降低引發(fā)劑分解溫度,或加速引發(fā)劑與樹脂反應(yīng)速度的一類物質(zhì)。選用促進劑是為了控制不同溫度下的固化速度,特別是常溫固化。常溫固化時“Ⅰ”號引發(fā)劑只能選用“Ⅰ”號促進劑,“Ⅱ”號引發(fā)劑只能選用“Ⅱ”號促進劑。
因為鈷鹽與過氧化氫類引發(fā)劑起作用而不與過氧化物起作用;叔胺類化合物與過氧化物起作用而不能與過氧化氫物起作用。為了快速固化,可用雙組分促進劑。如在鈷鹽中加入少量叔胺類化合物,可使樹脂凝膠時間大大縮短,特別是在低溫和含水情況下,應(yīng)用雙組分促進劑效果特別明顯。據(jù)不飽和樹脂網(wǎng)專家介紹,值得注意的是少量水份、游離的二元醇,或其他金屬鹽類可與鈷鹽形成絡(luò)合物,降低鈷鹽的促進效果。水同CO2+形成絡(luò)合物的速度,大于同過氧化氫物發(fā)生氧化還原反應(yīng)的速度,因而水干擾了CO2+促進過氧化氫物分解形成自由基,結(jié)果凝膠時間和固化時間都會延長;這就是水影響過氧化甲乙酮和過氧化環(huán)己酮固化效果的原因。在芳叔胺存在下叔胺上的氮原子能與CO2+絡(luò)合,降低了同水的絡(luò)合能力,有利于過氧化氫物分解形成自由基。有機羥基化合物如甲醇、乙醇、乙二醇等也能和CO2+形成絡(luò)合物,使凝膠和固化時間延長。堿金屬和堿土金屬的離子化合物對CO2+促進劑具有協(xié)同效應(yīng),可以配制多種復(fù)合促進劑,以改善固化效果。
不飽和聚酯樹脂常溫固化體系有哪些?據(jù)不飽和樹脂網(wǎng)專家介紹,過氧化物與合適的促進劑搭配形成氧化-還原固化體系是常用的常溫固化體系,能收到優(yōu)良的固化效果。過氧化環(huán)己酮、過氧化甲乙酮與環(huán)烷酸鈷或異辛酸鈷配伍的氧化-還原體系是目前不飽和樹脂固化應(yīng)用廣泛的常溫固化引發(fā)體系;但應(yīng)注意少量水份、游離二元醇或其他金屬鹽類,可與鈷鹽形成絡(luò)合物,降低鈷鹽的促進效果。在過氧化酮類-鈷鹽體系中,加入少量二甲基苯胺有明顯促進作用,這是因為過氧化酮的分子中既有ROOH的結(jié)構(gòu),又有ROOR的結(jié)構(gòu),二甲基苯胺可與ROOR反應(yīng)加速其分解。如在酮-鈷體系中加入錳鹽,可降低樹脂的固化速度延長使用期。鉀、鈣、釩等離子的引入可以配制許多不同性能和不同效果的促進劑。目前環(huán)烷酸鈷已經(jīng)很少使用,大都采用異辛酸鈷配置促進劑。這是因為環(huán)烷酸是環(huán)烷烴的羧基衍生物,分子量不固定(180~350),其鈷含量難以計算的十分準(zhǔn)確,影響促進效果。再有,環(huán)烷酸顏色較深,不能配制無色促進劑。
過氧化苯甲酰-二甲基苯胺的氧化-還原體系,也是大量采用的常溫固化系統(tǒng),目前多用于特殊場合。不飽和樹脂網(wǎng)專家介紹了其特點:水份存在時,并不影響樹脂固化性能,可以在潮濕條件下進行施工;溫度低于15℃,甚至在-5℃時亦能引發(fā)固化。這一體系的缺點是:固化后樹脂的耐光性差,易變色泛黃;與鈷鹽體系相比,樹脂的充分固化困難;發(fā)熱量大,澆鑄體易開裂。不飽和聚酯樹脂常溫固化,大都選用過氧化甲乙酮

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