双酚A型环氧乙烯基酯树脂的合成及性能研究-

1、双酚A型环氧乙烯基酯树脂的合成及性能研究陆士平王天堂(上海富晨化工有限公司,上海200235摘要: 合成了标准型的环氧乙烯基酯树脂,对其性能进行了表征关键词: 乙烯基酯树脂,环氧乙烯基酯树脂1.前言国外标准型的环氧乙烯基酯树脂是由双酚A型环氧树脂与甲基丙烯酸反应后溶于苯乙烯中的热固性树脂。这类树脂的典型牌号有:Derakane-411;Hetron 922;Atlac 430;Norpol Dion 9100;日本昭和的Ripoxy R-806等。该类树脂由于具有较好的韧性和耐腐蚀(尤其耐碱性,正在逐步取代脆性的双酚A-富马酸型耐腐蚀树脂,是一种综合性能优良的高级耐蚀树脂。国内目前已有的双酚A

2、 型环氧乙烯基酯树脂,由于原材料(主要是环氧树脂方面的原因,一直采用改性的手段(如异氰酸酯改性、富马酸改性等来改善乙烯基酯树脂的工艺性能和力学性能,但往往不能同时满足乙烯基酯树脂好的韧性和耐蚀(尤其耐碱性。我们从材料的宏观性能是其微观结构的反映这一基本原理出发、设计和合成了这种标准型的双酚A型环氧乙烯基酯树脂并对其性能进行了表征,同时同国外产品进行了性能对比。2.合成和性能测试2.1树脂的合成:采用一定环氧当量的双酚A型环氧树脂和甲基丙烯酸在催化剂和阻聚剂存在下,于90130反应2-4h,当酸值<10以下时,终止反应、冷却并溶于苯乙烯单体中待测。该树脂取名为FuChem-879。2.2试

3、样的检测:2.2.1 树脂的常规指标检测按国标要求进行。2.2.2 树脂浇铸体的力学性能检测按国标要求进行。2.2.3 树脂浇铸体的耐碱性试验按国标要求进行。2.2.4 树脂浇铸体的耐腐蚀性试验按国标要求进行。3.结果与讨论为便于对比,我们选用了Dow化学公司的Derakane-411和富马酸改性的乙烯基酯树脂同时检测。3.1 树脂常规性能的检测项 目 FuChem-879 Dow-411 富马酸改性VE粘度Pa S(25 0.40 0.42 0.40 酸值mg KOH/g 4.90 3.75 10 苯乙烯含量% 43 42 40 凝胶时间*min(25 16.30 20 20 80凝胶时间*

4、min固化时间min 放热峰温度12.05 14.20 17710 12.50 17813 14.50 198*2%MEKP;4%异辛酸钴液; *1%BPO.很明显,879树脂的反应活性比富马酸改性VE 来得低,而同Dow-411相近。3.2 树脂浇铸体力学性能检测 FuChem-879树脂的分子结构示意如下:C =C -C -O -C -C -C -O -C - -O -n -C -C -C -O -C -C =CO CH 3 C O H C 3C O由于双酚A型环氧乙烯基酯只在分子链两端含有不饱和双键的交联点,因此从某种意义上说,在受力状态下,整个分子链可伸长,因而可以吸收机械及热的冲击,

5、表现在宏观性能上具有好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能。而富马酸改性VE,则由于分子链中有交联点,因而增加了该类树脂的脆性,尽管热变形温度较高,但其它性能均不及FuChem-879。应该指出的是:Dow-411采用ASTM法测试的典型值与采用中国GB法的测试结果在部分项目上(如拉伸、延伸率存在差别,原因在于试样尺寸及制作方法不同。3.3 树脂浇铸体耐碱性试验在10%NaOH沸腾状态下,按10h、50h、100h期令。879树脂Dow-411 富马酸改性VE 重量变化率% +0.36 +0.32 +0.34 10h巴氏硬度保留率% 81.70 82.30 85试样外观 表 面 光 泽、 无 变 化

6、重量变化率% +0.88 +0.20 +0.85 50h巴氏硬度保留率% 75 76.70 70试样外观 表面光泽、无变化 表面微量乳化现象重量变化率% +0.92 +0.15 +0.34 100h巴氏硬度保留率% 70 70 60试样外观 表面光泽、无变化 表面有乳化现象FuChem-879树脂和Dow-411都通过了100h试验,而富马酸改性VE在50h 时表面有乳化现象。分子结构设计表明,FuChem-879树脂比富马酸改性VE酯基含量低。而树脂的化学侵蚀是通过酯基的水解或未反应的不饱和双键在氧化或卤化时裂解而发生的,FuChem-879树脂的环氧骨架上的酯基的缺乏和其两端酯基周围被甲基

7、的保护,阻碍水和碱对酯基的水解,因此它比富马酸改性VE表现出优良的耐碱性。3.4 树脂浇铸体的耐腐蚀性能耐腐蚀试验表明,FuChem-879树脂可在下列范围内安全使用。介质 浓度% 推荐使用温度介质 浓度%推荐使用温度37 70 盐酸20100 硫酸铜电解液 All10010 65 氢氟酸*2040 硫酸镍电解液 All100铬酸 20 65 50 100 硫酸锌电解液 All100 硫酸70 80 湿氯气*100 100 565 双氧水 35 60 硝酸2050580 柠檬酸 All 100 10 80 1080 氢氧化钠*5095 次氯酸2065 尿素 50 65 磷酸100 100 次氯

8、酸钠*15 80 25100 氟化氢(汽All 80 50 80 氨水 20 65 醋酸7565甲醇1065有*者使用前,请同我们联系;如选用未列入表中的化学介质,请来电咨询。4.结论FuChem-879标准型双酚A 环氧乙烯基酯树脂较好地兼顾了韧性和耐蚀(尤其耐碱性,对改善FRP 的抗渗漏,提高FRP 产品性能具有特色,其性能已同国外产品相当,具竞争力。Composition & related property research of Bis-A epoxy vinyl ester resinLu shiping Wang Tiantang(Shanghai Fuchen Chemicals Corp., Shanghai 200235, P.R.ChinaAbst