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國內外乙烯基酯樹脂品種及性能概述
(上海富晨化工有限公司 上海 200235)
摘要:對國內市場各種類型的乙烯基酯樹脂進行了歸納整理和簡要介紹
關鍵詞:乙烯基酯樹脂;品種
1.前言
乙烯基酯樹脂是由環氧樹脂與甲基丙烯酸通過開環加成化學反應而制得。它保留了環氧樹脂的基本鏈段,又有不飽和聚酯樹脂的良好工藝性能,它在適宜條件下固化后,表現出某些特殊的優良性能。故自二十世紀六十年代以來,獲得了迅速發展,首先由美國殼牌化學(Shell Chemical)推出Epocrgl品牌,然后在1966年由美國Dow化學推出Derakane品牌,緊隨推出的是Ashland化學的Hetron品牌,以及日本的昭和高聚物株式會社的Ripoxy品牌,其它的國外品牌或生產商有AOC、Interplastics等,而國內也研發自己的乙烯基酯樹脂,因此目前國內外市場上的品牌和種類繁雜,表1.1中列出了國內外幾個廠家的乙烯基酯樹脂品牌及不同類型產品的牌號。由于樹脂合成的工藝和方法的不同,乙烯基樹脂的結構、性能及應用也有差別,故本文簡述乙烯基酯樹脂的品種、性能及應用,并加以分類以利于用戶在使用時判別和對照。
2.標準型雙酚A環氧乙烯基酯樹脂
標準型雙酚A環氧乙烯基樹脂是由甲基丙烯酸與雙酚A環氧樹脂通過反應合成的乙烯基樹脂,已溶于苯乙烯溶液,具體分子結構見圖2..1。該類型樹脂具有以下特點:
圖2.1 標準型雙酚A環氧乙烯基酯樹脂分子結構
1、 在分子鏈兩端的雙鍵極其活潑,使乙烯基樹脂能迅速固化,很快得到使用強度,得到具有高度耐腐蝕性聚合物;
2、 采用甲基丙烯酸合成,酯鍵邊的甲基可起保護作用,提高耐水解性;
3、 樹脂含酯鍵量少,每摩爾比耐化學聚酯(雙酚A-富馬酸UPR)少35-50%,使其耐堿性能提高;
4、 較多的仲羥基可以改善對玻璃纖維的濕潤性與粘結性,提高了層合制品的力學強度;
5、 由于僅在分子兩端交聯,因此分子鏈在應力作用下可以伸長,以吸收外力或熱沖擊,表現出耐微裂或開裂。
表1.1 國內外乙烯基酯樹脂牌號一覽表
公司 |
陶氏化學 |
亞什蘭化學 |
昭和聚合物 |
DSM公司 |
上緯企業 |
上海富晨 |
Reichhold |
國度 |
美國 |
美國 |
日本 |
荷蘭 |
中國臺灣 |
上海 |
挪威 |
品牌 |
Derakane |
Hetron |
Ripoxy |
Atlac |
Swancor |
Fuchem |
Norpol Dion |
標準型雙酚A環氧乙烯基酯 |
411 |
922 |
806 |
430 |
901 |
854,879, 880 |
9100 |
阻燃型環氧 乙烯基酯 |
510 |
992 |
550 |
750 |
905 |
892 |
9300 |
酚醛環氧 乙烯基酯 |
470 |
980 |
630 |
590 |
907 |
890 |
9400 |
高交聯密度型環氧乙烯基酯 |
— |
970 |
600 |
— |
977 |
898 |
9700 |
柔性環氧 乙烯基酯 |
8084 |
— |
— |
— |
980 |
810 |
— |
PU改性型環氧乙烯基酯 |
— |
— |
— |
580 |
— |
820 |
9800 |
表2.1中列出了國外標準雙酚A型環氧乙烯基酯樹脂的典型性能表,其中國外的產品性能是按照ASTM標準或其它國外標準進行,與中國國家標準(GB)的測試方法有所差別,故我們選取了典型的一國外產品與富晨公司的854按國標進行比較測試,結果見表2.2。
表2.1國外標準型雙酚A環氧乙烯基酯樹脂典型性能
|
拉伸強度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
彎曲強度 Mpa |
彎曲模量 Gpa |
HDT ℃ |
Derakane 411 |
83 |
2.9 |
7-8 |
148 |
3.4 |
102 |
Hetron 922 |
86 |
3.2 |
6.7 |
141 |
3.5 |
105 |
Ripoxy 806 |
79 |
- |
3.2 |
135 |
3.1 |
110 |
Atlac 430 |
95 |
3.6 |
6.1 |
150 |
3.4 |
105 |
Swancor 901 |
85 |
3.4 |
5.5 |
127 |
3.3 |
101 |
Dion 9100 |
80 |
3.4 |
5 |
95 |
3.3 |
100 |
表2.2 標準型雙酚A環氧乙烯基樹脂的力學性能(GB標準)
|
一國外產品 |
854乙烯基 |
HDT ℃ |
105 |
105 |
抗張強度Mpa |
81 |
82 |
抗張模量Gpa |
3.3 |
3.28 |
斷裂伸長率% |
4.7 |
4.8 |
彎曲強度Mpa |
116 |
115 |
彎曲模量Gpa |
3.6 |
3.7 |
3.阻燃環氧乙烯基酯樹脂
阻燃乙烯基樹脂一般采用溴化環氧樹脂合成,分子結構圖見圖3.1。由于樹脂中由于含溴,因此阻燃乙烯基樹脂在具有耐化學性的同時,又可以阻燃。國內外的幾個產品的典型性能見表3.1。
圖3.1 阻燃環氧乙烯基樹脂分子結構
表3.1國內外阻燃乙烯基酯樹脂典型性能
|
拉伸強度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
彎曲強度 Mpa |
彎曲模量 Gpa |
HDT ℃ |
Derakane 510A |
69-76 |
3 .4 |
7-8 |
110-124 |
3.7 |
107 |
Hetron 992 |
90 |
3.5 |
5.0 |
145 |
3.6 |
108 |
Ripoxy 550 |
74 |
3.2 |
3.0 |
105 |
3.3 |
108 |
Atlac 750 |
90 |
3.6 |
4.0 |
155 |
3.7 |
110 |
Swancor 905 |
83 |
3.6 |
3.5 |
131 |
3.7 |
110 |
Fuchem 892 |
50 |
3.12 |
2.0 |
100 |
3.3 |
105 |
Dion 9300 |
76 |
3.5 |
4 |
145 |
3.4 |
110 |
注:上表中的Fuchem 892測試方法是按國標(GB)進行。
4.酚醛環氧乙烯基酯樹脂
將酚醛環氧樹脂引入乙烯酯樹脂的骨架中,合成的乙烯基酯樹脂一般稱Novolac乙烯基酯樹脂,具體分子結構圖見圖4.1。樹脂具有較高的熱穩定性。樹脂固化后,交聯密度大。其熱變形溫度達120-135℃,可以延長使用壽命并具有優良的耐腐蝕性,特別對含氯溶液或有機溶劑耐腐蝕性好。國內外幾個酚醛環氧乙烯基酯樹脂的典型性能見表4.1。同樣,我們選取了典型的一國外產品按國標進行測試,具體見表 4.2。
圖4.1 酚醛環氧樹脂分子結構
表4.1 國外酚醛環氧乙烯基酯樹脂性能典型性能
|
拉伸強度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
彎曲強度 Mpa |
彎曲模量 Gpa |
HDT ℃ |
Derakane 470 |
85 |
3.6 |
3-4 |
131 |
3.8 |
149-154 |
Hetron 980 |
88 |
3.3 |
4.2 |
150 |
3.4 |
133 |
Ripoxy 630 |
74 |
- |
2.5-3.0 |
135 |
3.7 |
137 |
Atlac 590 |
90 |
3.5 |
4.0 |
155 |
3.6 |
140 |
Swancor 907 |
82.6 |
3.54 |
2.7 |
134 |
3.9 |
148 |
Dion 9400 |
72 |
3.7 |
3 |
125 |
3.6 |
135 |
表 4.2 酚醛環氧乙烯基樹脂的力學性能(GB標準)