双酚A型环氧乙烯基酯树脂及层合板的耐碱性比较

双酚A型环氧乙烯基酯树脂及层合板的耐碱性比较

摘要：本文对双酚A型环氧乙烯基酯树脂及各种纤维增强层合板的耐碱性进行了比较。

关键词：乙烯基酯树脂；耐碱性；纤维层合板

1、  前言

   由丙烯酸（或甲基丙烯酸）与环氧树脂进行开环酯化反应而得到的产物称之为乙烯基酯树脂，其工艺性能和不饱和聚酯树脂相似，化学结构又和环氧树脂相近，并且由于乙烯基酯树脂较通用型不饱和树脂的酯键含量为低，故具优良的力学性能和耐腐蚀性能,目前正作为一种性能优良的耐腐蚀树脂在化工防腐蚀设备和工程中得到广泛应用。但由于在合成乙烯基酯树脂过程中采用的原料及合成方法的不同，树脂的耐腐蚀性能差别甚大，以至在实际使用中，由于选用的基体树脂或增强材料的不适当而导致防腐蚀的失效。因此，对乙烯基酯树脂及树脂为基材的复合材料的耐蚀性进行评价是必需的。其中对乙烯基酯树脂材料的耐碱性试验评价是一种快速而有效的方法。本文就乙烯基酯树脂和纤维增强材料挂片在静态条件下的耐碱性进行了实验，其结果对于防腐蚀玻璃钢制作或其它防腐蚀工程处理中的选材具有指导作用。

2、  试验

2．1原材料准备

    试验用的一般用品均自江苏富丽化工集团公司，如固化体系均是江苏富丽化工集团公司出产的甲乙酮和钴液，其它材料如下：

2．1．1乙烯基酯树脂

   选取了几个典型品种：

1号树脂——进口的标准双酚A型环氧乙烯基酯树脂；

2号树脂——富晨公司的854标准双酚A型环氧乙烯基酯树脂；

3号树脂——异氰酸酯改性的丙烯酸双酚A型环氧乙烯基酯树脂；

4号树脂——富马酸改性的甲基丙烯酸双酚A型环氧乙烯基酯树脂。

2．1．2增强材料

   糊制复合材料层合板用的玻璃纤维制品均二五三厂产的，分别是WM50的表面毡和EWR400-90的C-玻纤布；有机纤维采用上海火炬工业用布厂的有机纤维布，分别是116晶格布（绦纶）、维纶295-105、锦纶601。

2．2试验条件  

2．2．1 树脂浇铸体耐碱性的试验方法：

    按不饱和聚酯树脂浇铸体耐碱性测定方法（GB7194－87）进行，树脂浇铸体的尺寸为Φ10mm×20mm，过氧化甲乙酮用量为2%，奈酸钴用量为4%，固化后的试样在室温下放置24小时，并经后固化处理，后固化条件为80℃和100℃各2小时。浸泡温度为100℃，介质为10%的氢氧化钠溶液，试验期龄选取10h、50h、100h，分别考察浸泡前后的试件外观、重量和巴氏硬度变化。

2．2．2玻璃纤维增强层合板的耐碱性试验方法：

   按玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法（GB 3857-87）进行，采用C-玻璃纤维增强材料，玻璃钢挂片的尺寸为80×15×3.2mm。铺层结构为2层表面毡+8层玻纤布+2层表面毡，试样的外侧用纯树脂封边，并经80℃和100℃各2小时的后固化处理。试样在80℃的10%的氢氧化钠溶液中浸泡7天、14天和28天后，分别考察浸泡前后的试件外观、巴氏硬度和弯曲强度变化。

2．2．3有机纤维增强层合板耐碱性的试验方法：

   试验参照玻璃纤维增强热固性塑料耐化学药品性能试验方法（GB 3857-87）进行，挂片采用有机纤维与玻璃纤维共同增强，挂片的尺寸为80×15×3.2mm。铺层结构为4层有机纤维布+6层玻纤布+4层有机纤维布，试样的外侧用纯树脂封边后，并经80℃和100℃各2小时的后固化处理。试验温度为80℃，介质为10%的氢氧化钠溶液，试验期龄为7天、14天和28天，分别考察浸泡前后的试件外观、巴氏硬度和弯曲强度变化。

3、  试验结果

3．   1树脂浇铸体的耐碱性比较：其中3号树脂和4号树脂经50小时浸泡后，树脂表面有乳化现象，因此100小时的试验对这两种树脂不适用。见表3.1。

3．2玻璃纤维增强层合板耐碱性试验：见表3.2。由于挂片的外侧采用纯树脂封边，在长期的浸泡中，可能会出现封边树脂脱落现象，因此不把重量变化作为考察项目。

3．3有机纤维增强复合材料层合板的耐碱性比较：在该试验中选取耐碱性较好的2号乙烯基酯树脂，选用不同的有机纤维与C-玻纤复合糊制的层合板，同样不考察重量变化率，见表3.3。

1、  讨论

4．1 乙烯基酯基体树脂耐碱性的讨论

从表3.1中可以得知，1号树脂和2号树脂（854树脂）的耐碱性相近，而3号树脂和4号树脂的耐碱性略差一点，这一点可以从基体树脂结构上分析：1号树脂与2号树脂一样，属于甲基丙烯酸与双酚A型环氧树脂作用而成的一种标准环氧乙烯基酯树脂；3号树脂是异氰酸酯改性的丙烯酸双酚A型环氧乙烯基酯树脂，而4号树脂是在富马酸对双酚A环氧扩链的基础上再与甲基丙烯酸作用而成。有关化学结构见图4.1。大家知道，树脂浇铸体的耐碱性好坏主要与树脂固化后的交联密度高低、酯键含量多少和酯键的保护程度有关。若采用富马酸改性，它在提高树脂固化交联程度的同时，酯键的含量也较标准型乙烯基树脂高40-50%，因此其耐碱性是两个因素作用的综合结果；若采用丙烯酸合成，那树酯中的端基处缺乏甲基对酯基的保护，而甲基的位阻作用可以较有效的延缓树脂结构中酯基的水解。