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不饱和聚酯树脂产业现状与发展前景分析

文章出处:发表时间:2018-09-18
不饱和聚酯树脂产品发展至今大约有70多年的历史。在这么短的时期内,不饱和聚酯树脂产品无论从产量还是从技术水平方面均得到了飞速的发展,目前不饱和聚酯树脂产品已发展成为热固性树脂行业中最大的品种之一。

  在不饱和聚酯树脂的发展过程中,从产品专利、商业杂志、技术书籍等方面的技术信息层出不穷。至今每年都有上百项发明专利是关于不饱和聚酯树脂的。由此可见,不饱和聚酯树脂制造和应用技术随着生产的发展也日益成熟,逐步形成了自己独特的完整的生产与应用理论的技术体系。


1)低收缩树脂


  这个树脂品种或许只是一个老话题,不饱和聚酯树脂在固化时伴随有较大的收缩,一般体积收缩率达6-10%。这种收缩会使材料严重变型甚至破裂,尤其是在模压成型工艺中(SMC、BMC)。为了克服这一缺点,通常采用热塑性树脂作低收缩添加剂。在这个领域的第一个专利是1934年杜邦公司,专利号为U.S.1,945,307。专利叙述了二元羧酸与乙烯基化合物的共聚合反应。很明显,在当时,这项专利开创了聚酯树脂低收缩技术的先河。此后,有很多人志力于共聚物体系的研究,这些共聚物体系当时被认为是塑料合金。1966年Marco的低收缩树脂被首次用于模塑成型中并用于工业化生产。其后塑料工业协会将这种产品称为“SMC”,含义为片状模塑料,它的低收缩预混配合物“BMC”含义为团状模塑料。对于SMC板材,一般要求树脂成型后的部件具有良好的配合公差、柔韧性和A级光泽,要避免表面有微裂纹,这就要求配合的树脂要有较低的收缩率。

  当然,其后又有很多专利对这项技术进行了改进和提高,对于低收缩作用的机理的认识也逐渐成熟,各种各样的低收缩剂或低轮廓添加剂品种应运而生。常用的低收缩添加剂有聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯过去的发展过程中,不饱和聚酯树脂对于一般用途来说,具有特殊意义的贡献。将来我们要向一些特殊用途的领域发展,同时还要使通用树脂低成本化。下面介绍几种比较有意义和发展前景的不饱和聚酯树脂类型。
 
2)增韧树脂

  与最初的不饱和聚酯树脂品种相比,现在的树脂韧性已经有了大幅度的提高。但随着不饱和聚酯树脂下游行业的发展,对不饱和树脂的性能提出了更多新的要求,尤其是韧性方面。不饱和树脂固化后的脆性,几乎成了限制不饱和树脂发展的重要问题。不论是从浇铸成型的工艺品产品还是模压成型或缠绕成型的产品,断裂延伸率成为考核树脂产品质量的重要指标。

  目前国外一些厂商采用加入饱和树脂的方法来提高韧性。如添加饱和聚酯、丁苯橡胶和端羧基丁苯橡胶等,这种方法属于物理增韧法。还可采用向不饱和聚酯的主链中引入嵌段聚合物,例如不饱和聚酯树脂与环氧树脂和聚氨酯树脂形成的互穿网络结构,极大地提高了树脂的拉伸强度和冲击强,这种增韧方法属于化学增韧法。还可采用物理增韧与化学增韧相结合的方法如把活性较高的不饱和聚酯与活性较低的材料相混就能达到所需的柔韧性能。目前SMC板材由于其轻质、高强、耐腐蚀性、设计灵活性在汽车行业得到了广泛的应用,对于汽车而板、车后门、外面板等重要部位,要求有较好的韧性,例如汽车外护板可在稍受碰后有限度地向后弯曲并恢复原状。

  提高树脂的韧性,往往会损失树脂的其它性能,如硬度、弯曲强度耐热性能以及在施工时的固化速度等。提高树脂的韧性又不损失树脂的其它固有性能成了不饱和聚酯树脂科研开发的重要课题。

3)用于不饱和聚酯树脂辅料的开发

  与不饱和聚酯树脂相关的辅料包括:各种催化剂、分散剂、消泡剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、促进剂、固化剂、色浆、胶衣、脱模剂、添加剂等材料。

  国内各种辅料的开发已比较完善,尤其是复合促进剂的开发,为树脂的快速固化提供了良好的条件。目前,国产的促进剂质量已有大幅度的提高,在固化速度、固化后对制品的色泽影响方面都优于进口材料。但国产固化剂的质量(主要是过氧化甲乙酮)却有所下降,存在着固化剂中低分子物过高、含水量过高等缺点,且固化剂生产厂时有爆炸现象发生,这主要是由于我国的固化剂生产技术还不过关,还需要进一步巩固和提高。其它辅料方面,高档助剂(如分散剂、消泡剂、抗氧剂等)仍以进口为主,我国专业研究和生产不饱和聚酯树脂相关助剂的厂家很少,说明我国的不饱和辅料技术还有一个很大的缺口。

  总之,如果一种材料具有低成本,那么在工业上一定会找到它的用途和价值;如果一种材料具有满足市场所需求的性能,就一定会有生命力,而这些材料在制造过程中的一些技术问题,也终将会被攻克。很简单,例如如果能够制造出一种普通价位的阻燃树脂,我们将会看到市场上所有的树脂材料都将是阻燃的。


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