乙烯基酯樹脂――主要性能

主要性能

  1 各種乙烯基酯樹脂性能對比

  表9-7列出主要的乙烯基酯樹脂品種的液態及澆鑄體固化后的性能以及雙酚A反丁烯二酸聚酯樹脂的各種性能對比。由表9-7中數據可見,不同品種的乙烯基酯樹脂之間性能差異較大,一般都是針對不同的使用要求而設計的。比起雙酚A反丁烯二酸聚酯來說,同屬耐化學樹脂,乙烯基酯樹脂不但耐化學性優于聚酯,而且各項力學性能及耐熱性能也都可能超過聚酯。在成型工藝上,乙烯基酯吸取了不飽和聚酯便于固化成型的優點,可以采取同樣的交聯固化工藝成型,從而顯示了乙烯基酯樹脂明顯的優越性。

  2 黏度

  乙烯基酯樹脂的黏度是使用工藝中的重要性能,不同的溫度對黏度影響很大。改變稀釋劑的添加量是調節黏度的主要方法。加入觸變添加劑是滿足特殊黏度要求的措施。以下就這3個方面對乙烯基酯樹脂黏度的影響分別說明如下。
  (1)溫度對樹脂黏度的影響  溫度升高時樹脂的黏度下降,但下降的速度在加入苯乙烯的前后有不同變化。未加苯乙烯前,黏度隨溫度的上升而下降較快;加入苯乙烯后,黏度隨溫度變化稍趨平緩。圖9-2為典型的乙烯基酯樹脂的黏度-溫度曲線。從圖9-2可見,未加苯乙烯前溫度差15~20℃,黏度可變化10倍左右;加入苯乙烯后,溫度對黏度變化的影響也還是敏感的。

  (2)稀釋劑對樹脂黏度的影響  加入不同的稀釋劑對樹脂的黏度有不同影響。髓著稀釋劑添加量的增加,樹脂黏度迅速下降。圖9-3為苯乙烯與鄰苯二甲酸二烯丙酯的用量變化對典型的乙烯基酯樹脂黏度的影響。
    由圖9-3可見,加稀釋劑后樹脂黏度的變化范圍很大。增加苯乙烯量可使黏度降低,可容納較多的填料,且能較快地浸透玻璃纖維,如果要求耐化學性較強,要適當提高苯乙烯濃度[約50%(質量分數)],這樣固化后樹脂的耐酸、耐堿性較強;苯乙烯濃度低時,耐溶劑性較強。
  (3)觸變添加劑對黏度的影響  對樹脂要求有觸變性時,可加入活性二氧化硅。與此同時,可再配合加入極性添加劑(如甘油),可以增強前者的觸變效果。表9-8為觸變添加劑對黏度的影響效果。表9-8中列有3種乙烯基酯樹脂,種為手糊、噴射及纖維纏繞等所用樹脂;第二種為同族高黏度變型樹脂;第三種為更高黏度變型樹脂。這3種樹脂在不加觸變添加劑時黏度都很低,加入活性二氧化硅后黏度可大幅度增高,加入微量甘油又可使黏度提高1倍左右,甚至更多。

  3 延伸率對層合材料性能的影響

  乙烯基酯樹脂具有高延伸性。這種特性對層合制品性能的影響,在實際使用中有很大意義。以下從3個方面進行介紹,即對比不同樹脂在拉載荷下,次出現開裂時的伸長率;在沖擊載荷下,次出現反面斷裂時的沖擊力;在管中水壓下,次滲漏時的壓力。
 ?、僭诶d荷下,次出現開裂時的伸長率對比情況見表9-9。表9-9中列出了兩種乙烯基酯樹脂和兩種聚酯樹脂的伸長率及其層合板的拉應變情況,可見乙烯基酯樹脂的延伸性特別好。

 ?、谠跊_擊荷載下,次出現反面斷裂時的沖擊力對比見表9-10。

 ?、墼诠苤兴畨合?,次滲漏時的壓力對比見表9-11。

  由以上數據可見,乙烯基酯樹脂具有高延伸性,給各類層合制品的性能提供了良好的條件,對于板材的耐沖擊性以及管材的耐壓與防滲漏能力都極為有利。
  乙烯基酯樹脂在實際使用中也存在一些缺點:由環氧骨架所產生的高粘結性,使樹脂易粘在模具上;樹脂分子鏈末端的雙鍵反應性很強,使樹脂難于穩定,要達到在運輸和貯存中較長期穩定、又不妨礙使用時的固化工藝是比較困難的。乙烯基酯樹脂所用原料價格高,生產工藝需時較長,故其價格比一般聚酯樹脂貴,只能用于要求優異性能的場合。
  乙烯基酯樹脂對于不銹鋼、鋁等材料的粘結性優于聚酯樹脂,但還不及環氧樹脂。用橡膠改性后,粘結性得到改進,同時又具有良好的耐沖擊性。氯基甲酸乙酯改性樹脂也有良好的粘結性。
  在SMC用乙烯基酯樹脂中,除了廣泛采用的用堿土金屬氧化物與樹脂的端基或側基羧酸反應產生稠化效果以外,又發展了新的方法,即用聚異氰酸鹽和多元醇反應以產生網狀結構,達到樹脂的稠化,其稠化速度極快,層合板強度也有提高。
  溴化的酚醛清漆乙烯基酯樹脂可以提高樹脂的阻燃性,同時又具有對有機溶劑的耐腐蝕性和耐老化性。這種新的品種已用于從粗磷酸及銅尾礦中提取鈾的生產過程,由于耐熱老化性強,也可作耐高溫管道及發電廠、冷凍廠的煙囪。
  目前乙烯基酯樹脂主要用于耐腐蝕、陸上及悔上運輸、電氣絕緣及輻射固化工藝等方面。在化工防腐設備的應用中,乙烯基酯樹脂耐酸、耐堿性良好。樹脂分子上的側羥基對玻璃纖維粘結性好,滲透性好,因而對玻璃纖維提供了良好的保護,可充分發揮其強度高的性能,又避免了耐腐蝕性不足的缺點。加上樹脂延伸率高,韌性好,減少了運輸、安裝過程中的損傷,比其他樹脂的應用效果好,可制造化工用槽罐、管道、容器、罩殼、煙囪、吸收塔、洗滌器等,應用較廣。例如紙漿工廠用乙烯基酯樹脂制造,直徑4.17m、高30.5m的二氧化硫洗滌器,可在82℃下長期使用。冶煉廠中用阻燃乙烯基酯樹脂制成直徑3.43m、高122m的煙囪,用13.7m長的纖維纏繞管疊接起來裝在水泥煙囪之中,安裝中無損傷裂縫,使用7年仍然完好。用酚醛清漆環氧乙烯基酯樹脂制成的產品具有良好的耐腐蝕性、耐溶劑性及耐高溫性。用其制造的設備在172℃下使用已達10年以上。在工業廢水及含鹽酸的污染物的槽罐、管道等方面應用也很廣,例如大型耐腐蝕拖車槽罐,內壁即用這種樹脂制成,外壁用阻燃樹脂,使用效果良好。
  作各種車輛的結構件,例如汽車輪箍也已成功地用高強度乙烯基酯樹脂壓制,比金屬輪箍質量江青40%~50%。在電機設備中,可在160~200℃下連續運行10年以上,保持足夠的力學性能和尺寸穩定性。其他如海上高速船艇等常用Kevlar纖維增強以減輕質量,提高強度及防滲透性。