乙烯基酯树脂合成新工艺及性能研究.pdf

一 D一2 玻璃钢学会第十六届全国玻璃钢／复合材料学术年会论文集 2006年 乙烯基酯树脂合成新工艺及性能研究 姚易新，申 梅 (天马集团有限公司，江苏常州 213002) 摘要：环氧乙烯基酯树脂兼有不饱和聚酯和环氧两种热固性树脂的特点，是一种综合性能优良的新型树 脂。本文采用低温合成新工艺合成了高性能耐腐蚀环氧乙烯基酯树脂，详细研究了原料配比、温度和催化剂 等因素对树脂合成和性能的影响。 关键词：乙烯基酯树脂；合成工艺；耐腐蚀 ●—】J_——一 l 刚 舀 环氧乙烯基酯树脂是以环氧树脂与不饱和一元酸为主要原料合成反应的产物，其工艺性 能与不饱和聚酯树脂相似，化学结构含有环氧树脂结构，是兼有不饱和聚酯和环氧两种树脂长 处、综合性能优良的一种新型树脂。这可以通过环氧乙烯基酯树脂的化学结构可以看出，环氧 乙烯基酯树脂兼有不饱和聚酯和环氧两种热固性树脂的特点，可通过自由基聚合发生固化，具 有不饱和聚酯树脂的特性，而树脂具有环氧树脂结构，故固化后树脂性能与环氧树脂的性能类 在一起，是一种高档防腐材料。概括起来，环氧乙烯基酯树脂具有以下特点：①分子结构中不 饱和酸的双键提供了自由基聚合的能力，使环氧乙烯基酯具有不饱和聚酯树脂的固化特性；② 分子结构中环氧部分的苯环提供了良好的机械性能和耐热性能；③分子结构中环氧部分的羟 基改善了与玻璃纤维优良的浸润和粘结性能以及与提供其他化合物反应的活性点，侧羟基也 能提高双键的反应性；④分子结构中环氧部分的醚键在许多化学环境下的稳定性及不饱和酸 中的甲基对酯键的保护使环氧乙烯基酯树脂具有优异的耐化学腐蚀性能；⑤分子结构中环氧 部分为树脂提供了韧性，树脂的拉伸强度、伸长率、热变形温度等性能与树脂中的环氧部分的 结构和分子量有关。这样，用不同的环氧树脂可以得到各种不同性能的树脂。 用聚酯树脂的邻苯型到问苯型、双酚A型、松香等其他改性的不饱和聚酯树脂，再到20世纪 70年代国外流行的乙烯基酯树脂，乙烯基酯树脂因其分子结构决定的优异物理机械性能和耐 化学腐蚀性能而成为“问题的终结者”，在防腐等大多数领域已经逐渐取代了双酚A型不饱和 聚酯树脂等其他不饱和聚酯树脂。国内外用户对环氧乙烯基酯树脂的需求呈现大幅增长的势 头，应用范围也在不断地扩大，广泛应用于石油、化工、冶金、建筑、交通运输等领域。因此。对 这种综合性能优越的新型树脂进行深入地研究和推广应用具有十分重要的意义。关于乙烯基 酯树脂合成与性能的研究文章屡见不鲜，基本上是类似的合成工艺方法，反应温度较高，发生 副反应的可能性大，反应难以控制，因此反应釜容积不可能做得很大。为了克服上述不利因 素，本文采用一种低温合成新工艺合成了环氧乙烯基酯树脂，并对其性能进行了深入的研究。 253@163．c” Email：yaoyixin 149 2树脂的合成 实验原料为双酚A型环氧树脂，无锡树脂厂生产；甲基丙烯酸，工业品；阻聚剂，工业品； 催化剂1。(胺类)、2’(季胺盐)和3’(自制)；苯乙烯，工业品。在装有搅拌、温度计和冷凝器的 2000ml的四口烧瓶中加入环氧树脂和阻聚剂，加热升温至一定温度，开始滴加甲基丙烯酸，同 下停止反应，冷却到80℃出料，用苯乙烯稀释成树脂溶液待测。该树脂被命名为TM—V201。 试按GB7193．3-87，浇铸体物理机械性能按GB标准进行测试。 3结果与分析 3．1合成反应机理 不饱和一元酸中的羧基与环氧树脂中的环氧基在催化剂和一定的温度下发生开环加成反应 成为环氧乙烯基酯。在反应过程中离子型催化剂的存在使本来活性就很高的双酚A型环氧树脂 中的环氧基更容易开环聚合，其反应活化能小，速率高，故反应过程中环氧树脂可能会自身聚合 交联。同时还可能发生以下几种副反应-03环氧树脂链上的侧羟基与环氧基的醚化反应；②环氧 树脂链上的侧羟基与不饱和酸的羧基的酯化反应；③不饱和酸分子之间的双键交联聚合反应等。 因此，原料及其配比、催化剂的选择和反应温度等因素对合成反应的顺利进行至关重要。 3．2