乙烯基酯樹脂的開發(fā)與應(yīng)用
杜葆光
乙烯基酯樹脂自六十年代末問世至今已有三十余年的歷史,由于乙烯基酯樹脂具有優(yōu)良的耐蝕性和施工工藝性,八十年代起乙烯基酯樹脂已成為國(guó)外新一代耐腐蝕樹脂的代表而廣泛應(yīng)用于石油、化工、造紙、冶金、熱電、醫(yī)藥、食品、交通、環(huán)保、建筑等行業(yè)。
國(guó)內(nèi)乙烯基酯樹脂在七十年代末開始生產(chǎn),但由于產(chǎn)品價(jià)格較高、普及宣傳不夠等原因,至今生產(chǎn)量仍較少,推廣應(yīng)用仍不夠理想。據(jù)報(bào)道[1],一九九九年我國(guó)乙烯基酯樹脂生產(chǎn)銷售量?jī)H為2000-3000噸,可見我國(guó)乙烯基酯樹脂的應(yīng)用與國(guó)際接軌仍有較大差距。
無(wú)錫光明化工廠開發(fā)生產(chǎn)乙烯基酯樹脂始于一九九四年,作為環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠,用環(huán)氧樹脂為原料進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)乙烯基酯樹脂,對(duì)降低成本,進(jìn)而降低產(chǎn)品銷售價(jià)格以適應(yīng)市場(chǎng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。近年來,我廠組織科研力量、加大了乙烯基酯樹脂開發(fā)力度,已完成了產(chǎn)品的系列化。
1乙烯基酯樹脂及合成工藝
乙烯基酯樹脂是用不飽和一元酸與環(huán)氧化合物加成制得的在端基帶有不飽和雙鍵的一類聚合物。常用的不飽和一元酸有丙烯酸、甲基丙烯酸等,常用的環(huán)氧化合物為環(huán)氧樹脂。乙烯基酯樹脂的合成通常在不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行,合成工藝路線如下:
2乙烯基酯樹脂的分類
選擇不同的環(huán)氧化合物和不同的不飽和一元酸為反應(yīng)物,加上采用不同化合物改性,使乙烯基酯樹脂成為一大類品種繁多的樹脂系列??刹捎玫沫h(huán)氧化合物有雙酚A環(huán)氧樹脂及其同系物、雙酚F環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、四溴雙酚環(huán)氧樹脂、二環(huán)氧化聚氧化丙烯等等;不飽和一元酸有丙烯酸、甲基丙烯酸、苯基丙烯酸、丁烯酸等。
環(huán)氧化合物與不飽和一元酸反應(yīng),結(jié)果產(chǎn)生側(cè)羥基,該基團(tuán)能與酸酐、異氰酸酯等反應(yīng),因而乙烯基樹脂可進(jìn)一步改性而得到不同的產(chǎn)品。目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)的基本本類型如下。
2.1雙酚A環(huán)氧丙烯酸類
其分子結(jié)構(gòu)式為:
2.2雙酚A環(huán)氧甲基丙烯酸類
其分子結(jié)構(gòu)式為:
2.3酚醛環(huán)氧乙烯基類
其分子結(jié)構(gòu)式如下:
3乙烯基樹脂的性能特點(diǎn)
由于乙烯基酯樹脂由環(huán)氧樹脂與不飽和一元酸加聚而成,因而其兼有不飽和聚酯樹脂與環(huán)氧樹脂兩種樹脂之優(yōu)點(diǎn)。其主要特點(diǎn)是:其工藝性能與不飽和聚酯樹脂一樣,樹脂粘度低,操作方便,可用引發(fā)劑、促進(jìn)劑常溫固化,施工不受季節(jié)限制。樹脂中含有羥基(—OH),對(duì)玻璃纖維等有優(yōu)良的浸潤(rùn)性和粘結(jié)力。乙烯基酯樹脂具有較高的熱變形溫度,改性的乙烯基酯樹脂可增加韌性,提高延伸率。
乙烯基酯樹脂具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,耐堿性與環(huán)氧樹脂相似,耐酸性及抗氧化性與雙酚A不飽和聚酯樹脂相似,交聯(lián)密度高的乙烯基酯樹脂有良好的耐溶劑性。此外,乙烯基酯樹脂可采用光固化工藝固化,可提高生產(chǎn)效率,節(jié)約能源,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4 乙烯基酯樹脂的理化性能
4.1 乙烯基酯樹脂的物理力學(xué)性能