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国内外乙烯基酯树脂品种及性能概述
(上海富晨化工有限公司 上海 200235)
摘要:对国内市场各种类型的乙烯基酯树脂进行了归纳整理和简要介绍
关键词:乙烯基酯树脂;品种
1.前言
乙烯基酯树脂是由环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成化学反应而制得。它保留了环氧树脂的基本链段,又有不饱和聚酯树脂的良好工艺性能,它在适宜条件下固化后,表现出某些特殊的优良性能。故自二十世纪六十年代以来,获得了迅速发展,首先由美国壳牌化学(Shell Chemical)推出Epocrgl品牌,然后在1966年由美国Dow化学推出Derakane品牌,紧随推出的是Ashland化学的Hetron品牌,以及日本的昭和高聚物株式会社的Ripoxy品牌,其它的国外品牌或生产商有AOC、Interplastics等,而国内也研发自己的乙烯基酯树脂,因此目前国内外市场上的品牌和种类繁杂,表1.1中列出了国内外几个厂家的乙烯基酯树脂品牌及不同类型产品的牌号。由于树脂合成的工艺和方法的不同,乙烯基树脂的结构、性能及应用也有差别,故本文简述乙烯基酯树脂的品种、性能及应用,并加以分类以利于用户在使用时判别和对照。
2.标准型双酚A环氧乙烯基酯树脂
标准型双酚A环氧乙烯基树脂是由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂,已溶于苯乙烯溶液,具体分子结构见图2..1。该类型树脂具有以下特点:
图2.1 标准型双酚A环氧乙烯基酯树脂分子结构
1、 在分子链两端的双键极其活泼,使乙烯基树脂能迅速固化,很快得到使用强度,得到具有高度耐腐蚀性聚合物;
2、 采用甲基丙烯酸合成,酯键边的甲基可起保护作用,提高耐水解性;
3、 树脂含酯键量少,每摩尔比耐化学聚酯(双酚A-富马酸UPR)少35-50%,使其耐碱性能提高;
4、 较多的仲羟基可以改善对玻璃纤维的湿润性与粘结性,提高了层合制品的力学强度;
5、 由于仅在分子两端交联,因此分子链在应力作用下可以伸长,以吸收外力或热冲击,表现出耐微裂或开裂。
表1.1 国内外乙烯基酯树脂牌号一览表
公司 |
陶氏化学 |
亚什兰化学 |
昭和聚合物 |
DSM公司 |
上纬企业 |
上海富晨 |
Reichhold |
国度 |
美国 |
美国 |
日本 |
荷兰 |
中国台湾 |
上海 |
挪威 |
品牌 |
Derakane |
Hetron |
Ripoxy |
Atlac |
Swancor |
Fuchem |
Norpol Dion |
标准型双酚A环氧乙烯基酯 |
411 |
922 |
806 |
430 |
901 |
854,879, 880 |
9100 |
阻燃型环氧 乙烯基酯 |
510 |
992 |
550 |
750 |
905 |
892 |
9300 |
酚醛环氧 乙烯基酯 |
470 |
980 |
630 |
590 |
907 |
890 |
9400 |
高交联密度型环氧乙烯基酯 |
— |
970 |
600 |
— |
977 |
898 |
9700 |
柔性环氧 乙烯基酯 |
8084 |
— |
— |
— |
980 |
810 |
— |
PU改性型环氧乙烯基酯 |
— |
— |
— |
580 |
— |
820 |
9800 |
表2.1中列出了国外标准双酚A型环氧乙烯基酯树脂的典型性能表,其中国外的产品性能是按照ASTM标准或其它国外标准进行,与中国国家标准(GB)的测试方法有所差别,故我们选取了典型的一国外产品与富晨公司的854按国标进行比较测试,结果见表2.2。
表2.1国外标准型双酚A环氧乙烯基酯树脂典型性能
|
拉伸强度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
弯曲强度 Mpa |
弯曲模量 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 标准型双酚A环氧乙烯基树脂的力学性能(GB标准)
|
一国外产品 |
854乙烯基 |
HDT ℃ |
105 |
105 |
抗张强度Mpa |
81 |
82 |
抗张模量Gpa |
3.3 |
3.28 |
断裂伸长率% |
4.7 |
4.8 |
弯曲强度Mpa |
116 |
115 |
弯曲模量Gpa |
3.6 |
3.7 |
3.阻燃环氧乙烯基酯树脂
阻燃乙烯基树脂一般采用溴化环氧树脂合成,分子结构图见图3.1。由于树脂中由于含溴,因此阻燃乙烯基树脂在具有耐化学性的同时,又可以阻燃。国内外的几个产品的典型性能见表3.1。
图3.1 阻燃环氧乙烯基树脂分子结构
表3.1国内外阻燃乙烯基酯树脂典型性能
|
拉伸强度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
弯曲强度 Mpa |
弯曲模量 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测试方法是按国标(GB)进行。
4.酚醛环氧乙烯基酯树脂
将酚醛环氧树脂引入乙烯酯树脂的骨架中,合成的乙烯基酯树脂一般称Novolac乙烯基酯树脂,具体分子结构图见图4.1。树脂具有较高的热稳定性。树脂固化后,交联密度大。其热变形温度达120-135℃,可以延长使用寿命并具有优良的耐腐蚀性,特别对含氯溶液或有机溶剂耐腐蚀性好。国内外几个酚醛环氧乙烯基酯树脂的典型性能见表4.1。同样,我们选取了典型的一国外产品按国标进行测试,具体见表 4.2。
图4.1 酚醛环氧树脂分子结构
表4.1 国外酚醛环氧乙烯基酯树脂性能典型性能
|
拉伸强度 Mpa |
拉伸模量 Gpa |
延伸率 % |
弯曲强度 Mpa |
弯曲模量 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 酚醛环氧乙烯基树脂的力学性能(GB标准)