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191不饱和树脂在油田固砂中的应用

应用技术粘接2D05,26(7)

191不饱和树脂在油田固砂中的应用

张国荣1,严锦根1,周秋霞2,王海翠1,王东1,李红1,衣秀惠1

(1.中石化胜利油田有限公司孤东采油厂工艺研究所,山东东营257237;

2.中石化胜利油田有限公司桩西采油厂,山东东营257237)

摘要:研究了191不饱和聚酯树脂在油井上应用的配方。在35min时间内,固砂剂黏度小于4.5Pa?s,能够满足现场安全施工的要求。其应用具有施工简单、防砂钻井时间短、防砂成功率高、有效期长、经济效益好等优点,值得推广。

关键词:191不饱和树脂;配比;安全时间;现场

中图分类号:TQ323.4+2文献标识码:A文章编号:1001—5922(2005)01—0053一02

1前言

在油田开发的过程中会遇到各种各样的困难,比如在采

油过程中就常常因为地层出砂而造成油井的减产、停产。许多工艺已不适用,需要开发新的防砂固砂工艺。191不饱和聚酯树脂具有常温快速固化、强度高等特性,所以开展了191不饱和树脂在油田防砂、固砂中的应用研究。

2试验部分

2.1试验材料与仪器设备

191不饱和树脂,山东省淄博新华树脂有限公司;固化剂,山东省淄博新华树脂有限公司;固化促进剂,山东省淄博新华化工有限公司;支撑剂,中石化胜利石油管理局孤东防砂材料厂;增孑L剂,自制;KH550,北京通州化工厂。

真空抽滤装置;自动粒度分析仪;zNN一6型旋转粘度计;智能化恒温水浴;LDY32—300型岩心流动仪;SwE一5型材料强度试验机。

2.2试验方法

2.2.1试样的制备

支撑剂粒度选择:采用油田常用的石英砂作为支撑剂,粒度根据D50原则选择(即采用地层流动砂粒粒度中值的5倍左右的石英砂),孤东油田地层出砂粒度范围正常在O.08~0.12mm。因此选择石英砂粒度为O.4~0.6mm。

固结体的制备:用垂25mm×L300mm的玻璃管装入石英砂140g左右,按191不饱和树脂:固化剂:固化促进剂:增孔剂质量比100:o.3:o.1:15配制固砂剂,用真空抽滤装置将混合液抽滤进入玻璃管中使混合液浸润玻璃管中的石英砂。将玻璃管置于恒温水浴中,24h后取出破除玻璃管就得到固结体。见图l。

2.2.2性能测试

粒度参照sY5184油井防砂砾石评价推荐方法;黏度用

收稿日期:2004一0821

残液收集真空泵

Fig1Vacuumevacuatingandf¨tratingequipment

图1真空抽滤装置

zNN一6型旋转粘度计测定;渗透率、弯曲强度、压缩强度按照SY5276化学防砂人工岩心弯曲强度、压缩强度及渗透率测定方法。

3结果讨论

3.1固化剂用置对固化时间的影响

将不同质量分数的固化剂加入191不饱和树脂中,搅拌均匀,按照2.2.1方法制备试样(支撑剂先用o.05%KH550处理表面),恒温固化口1时每隔1min用一根钝头木签轻轻插试玻璃管中树脂砂粒混合柱体,插入深度小于5mm时表示树脂砂柱已经固结,记录固化时问。继续在50℃恒温水浴中固化1d,取出破除玻璃管得到固结体,测定固结体的强度。结果表明固化剂质量分数应该小于o.4%。

3.2促进剂用量对固化时间的影响

固化促进剂是提高树脂固结强度的重要添加剂,但促进剂的加入会改变树脂的固化时间,因此需要确定合适的加入量口]。将不同质量分数的固化促进剂加入191不饱和树脂中,同时加入o.3%质量分数的固化剂,搅拌均匀后按照3.1所示方法(固化温度50℃)得到固化时间和固结体强度。根据实验结果确定固化促进剂质量分数为o.1%。结果见表1。3.3温度对固化时间的影响

在现场使用过程中,经常经历不同的温度,地面温度一般为一lo~40℃,油井井底温度一般为40~75℃。试验中固化剂质量分数o.3%,促进剂质量分数o.1%,按照3.1中

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 万方数据万方数据

呋喃树脂使用指南

呋喃树脂(Furan Resins) 1简介 目前铸造行业竞争比较激烈,而通过提高成品控制树脂成本成为关键性问题,目前国内几大树脂生产厂家,优质的有山东圣泉,珠海福联造型实业有限公司。 1.1概念 由糠醛或糠醇本身进行均聚或与其它单体进行共缩聚而得到的缩聚产物,习惯上称为呋喃树脂。 1.2分类 (1) 糠醛苯酚树脂:糠醛可与苯酚缩聚生成二阶热固生树脂,缩聚反应一般用碱性催化 剂。常用的碱性催化剂有氢氧化钠、碳酸钾或基它碱土金属的氢氧化物。糠醛苯酚树脂的主要特点是在给定的固化速度时有较长的流动时间,这一工艺性能使它适宜用作模塑料。用糠醛苯酚树脂制备的压塑粉特别适于压制形状比较复杂或较大的制品。模压制品的耐热性比酚醛树脂好,使用温度可以提高10~20℃,尺寸稳定性、电性能也较好。 (2) 糠醛丙酮树脂:糠醛与丙酮在碱性条件下进行缩合反应形成糠酮单体缤纷可与甲醛 在酸性条件下进一步缩聚,使糠酮单体分子间以次甲基键连接起来,形成糠醛丙酮树脂。 (3) 糠醇树脂:糠醇在酸性条件下很容易缩聚成树脂。一般认为,在缩聚过程中糠醇分 子中的羟甲基可以与另一个分子中的α氢原子缩合,形成次甲基键,缩合形成的产物中仍有羟甲基,可以继续进行缩聚反应,最终形成线型缩聚产物糠醇树脂。 1.3特性与应用 呋喃树脂为棕红色、琥珀色粘稠液体,微溶于水,易溶于酯、酮等有机溶剂,是铸造工业理想的砂(型)芯粘结剂。其特点是砂(型)芯精度好、强度高、气味小、抗吸湿、溃散性好及砂可回收再用等优点。 未固化的呋喃树脂与许多热塑性和热固性树脂有很好的混容性能,因此可与环氧树脂或酚醛树脂混合来加以改性。固化后的呋喃树脂耐强酸(强氧化性的硝酸和硫酸除

不饱和聚酯树脂的合成

不饱和聚酯树脂的合成 [1]主要原料 (一)二元醇 乙二醇是结构最简单的二元醇,由于其结构上的对称性,使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性,这便限制了它同苯乙烯的相容性,因此一般不单独使用,而同其它二元醇结合起来使用,如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用,可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性;如果单独使用,则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化,以改善其相容性。 1,2丙二醇由于结构上的非对称性,可得到非结晶的聚酯树脂,可完全同苯乙烯相溶,并且它的价格相对讲也较低,因此是目前应用最广泛的二元醇。 其它可用的二元醇有: 一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性; 一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性; 新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性,特别是耐碱性和水解稳定性。 以上几种二元醇,或由于树脂柔韧性太大而失去强度,或应改善树脂与苯乙烯相溶性,它们一般不单独使用,应和其它二元醇混合使用。具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂,常常用双酚A或氢化双酚A作原料,为生成一种适合与二元酸反应的二元醇,双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应,生成两端具有醇羟基的二元醇,如D-33二元醇。 用氯化或溴化的二元醇,不仅表现出阻燃性,也改善了耐蚀性。 加入少量的多元醇,如丙三醇和季戊四醇,可较大程度地改善树脂的耐热性。 不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节,易受酸和碱的作用而发生水解。酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用,而使制品表现出不同的耐蚀性。酯键的空间位阻保护作用: PO-BPA>NPG>PG>EG

(二)不饱和二元酸 不饱和聚酯树脂中的双键,一般由不饱和二元酸原料提供。树脂中的不饱和酸愈多,双键比例愈大,则树脂固化时交联度愈高,由此使树脂具有较高的反应活性,树脂的固化物有较高的耐热性,在破坏时有较低的延伸率。 为改进树脂的反应性和固化物性能,一般把不饱和二元酸和饱和二元酸混合使用。 1,顺丁烯二酸酐(马来酸酐)和顺丁烯二酸(马来酸)是最常用的不饱和酸。由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点,并反应时可少缩合出一分子水,故用得更多。 2,反丁烯二酸(富马酸)是顺酸的反式异构体,虽然顺酸在高于180°C缩聚时,几乎完全可以异构化而变成反式结构,但用反丁烯二酸制备的树脂有较高的软化点和较大的结晶倾向性。 3,其他的不饱和酸,如氯化马来酸、衣康酸和柠康酸也可以用,但价格较贵,使用不普遍。此外,用衣康酸制造的树脂,也会出现树脂与苯乙烯混溶稳定性的问题,尽管氯化马来酸含26%的氯,但要作为阻燃树脂使用,含氯量仍是不够的,还必须加入其它阻燃成分。 (三)饱和二无酸 加入饱和二元酸的主要作用是有效地调节聚酯分子链中双键的间距,此外还可以改善与苯乙烯的相容性。 1,为减少或避免树脂的结晶问题,可将邻苯二甲酸酐作为饱和二元酸来制备不饱和聚酯树脂,所得的树脂与苯乙烯的相溶性好,有较好的透明性和良好的综合性能。此外,邻苯二甲酸酐原料易得,价格低廉,因此是应用最广的饱和二元酸。 2,间苯二甲酸与邻苯二甲酸酐相比,改进了邻苯型聚酯中由于两个酯基相靠太近而引起的相互排斥作用所带来的酯基稳定性问题,从而提高了树脂的耐蚀性和耐热性,此外还提高了树脂的韧性。间苯二甲酸可用于合成中等耐蚀的不饱和聚酯树脂。对苯二甲酸与间苯二甲酸相似,用对苯二甲酸制得的聚酯树脂有较好的耐蚀性和韧性,但这种酸活性不大,合成时不易反应,应用不多。 3,含氯和含溴的饱和二元酸,可以用来制造阻燃树脂。a, 氯菌酸酐(HET

不饱和聚酯树脂的固化

不饱和聚酯树脂的固化 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

不饱和聚酯树脂的固化机理 引言 不饱和聚酯树脂(UPR)的固化似乎是从理论和实践上已研究得十分透彻的问题,但是因为影响固化反应的因素相当复杂,而在UPR的各种应用领域中,制品所出现的质量瑕疵在很大程度上几乎都与“固化”有关。所以,我们有对UPR的固化进行较深入探讨的必要。(探讨不饱和聚酯树脂的固化,首先应该了解与不饱和聚酯树脂固化有关的一些概念和定义)。 2.与不饱和聚酯树脂固化有关的概念和定义 固化的定义 液态UPR在光、热或引发剂的作用下可以通过线型聚酯链中的不饱和双键与交联单体的双键的结合,形成三向交联的不溶不熔的体型结构。这个过程称为UPR的固化。 固化剂 不饱和聚酯树脂的固化是游离基引发的共聚合反应,如何能使反应启动是问题的关键。单体一旦被引发,产生游离基,分子链即可以迅速增长而形成三向交联的大分子。 饱和聚酯树脂固化的启动是首先使不饱和C—C双键断裂,由于化学键发生断裂所需的能量不同,对于C—C键,其键能E=350kJ/mol,需350-550℃的温度才能将其激发裂解。显然,在这样高的温度下使树脂固化是不实用的。因此人们找到了能在较低的温度下即可分解产生自由基的物质,这就是有机过氧化物。一些有机过氧化物的O—O键可在较低的温度下分解产生自由基。其中一些能在50-150℃分解的过氧化物对树脂的固化很有利用价值。我们可以利用有机过氧化物的这一特性,选择其中的一些作为树脂的引发剂,或称固化剂。

固化剂的定义:不饱和聚酯树脂用的固化剂,是在促进剂或其它外界条件作用下而引发树脂交联的一种过氧化物,又称为引发剂或催化剂。 这里所说的“催化剂”与传统意义上的“催化剂”是不同的。在传统的观念上,“催化剂”这个术语是为反应物提供帮助的,它们在促进反应的同时,本身并没有消耗。而在UPR固化反应中,过氧化物必须在它“催化”反应以前,改变它本身的结构,因此对于用于UPR固化的过氧化物来说,一个较合适的名字应该叫做“起始剂”或“引发剂”。 说到过氧化物我们要有必要了解的两个概念是活性氧含量和临界温度。其中“活性氧”或“活性氧含量”是一个与固化剂有密切关系并常常被误会的概念。 活性氧含量:活性氧含量简单来说就是过氧化物中氧和过氧化物分子总量的百分比。 从这个概念本身来说,一个具有较低的分子量的过氧化物的活性氧含量可能相对较高。但这并不意味着活性氧含量高的过氧化物比活性氧含量低的过氧化物具有更多或更快的活性。(因为我们很多应用厂家是用活性氧含量作为考核固化剂的一个指标)事实上,活性氧含量仅仅是作为一个恒量任何一个特定的过氧化物的浓度和纯度的一个尺度。人们发现许多具有较高的活性氧含量的过氧化物并不适合用于固化树脂,因为它们在标准的固化温度下会很快地分解或“耗尽”,也就是它分解游离基的速度过快。由于游离基总是有一种彼此间相互结合的强烈倾向,当游离基产生的速度比它们被不饱和双键利用的速度快时,它们会重新组合或者终止聚合链,从而产生低分子量的聚合物而导致不完全固化的结果。(典型的例子就是过氧化氢)。

不饱和聚酯树脂苯乙烯MSDS

不饱和聚酯树脂化学品安全技术说明书 组分:聚合物的溶液(混合物) 对人类健康的危害:可燃,会刺激皮肤、眼和呼吸道 作用方式及症状 -吸入:咳嗽、头痛、头昏、困倦、意识模糊、恶心和呕吐 -误服:喉咙剧痛、胃痛、头疼、头昏、呕吐、麻木 -接触皮肤病:皮肤干裂、变红 -接触眼睛:疼痛、变红 急救措施 -吸入:立即移至有新鲜空气处,休息;半立直姿势,解开衣扣以利于呼吸如果呼吸困难应立即进行人工呼吸。中毒严重者应立即送医院救治。-误服:注意:千万不可催吐以免因呼吸不当对人身造成危害。可用清水漱口或去医院治疗。 -接触皮肤:立即用大量肥皂水冲洗,脱掉所有被污染的衣物,情况来严重的送医院治疗。 -接触眼睛:立即用大量清水冲洗,把眼睑向上翻,尽量与眼球分工以确保残余有害物质被冲洗干净,然后心须送医院治疗 灭火介质 -适用的灭火器种类:干粉、二氧化碳、泡沫、水(仅限于大面积失火) -有害热分解产物:燃烧会产生有毒气体 -灭为者的保护:穿防护服并使用自备呼吸装置 个人防护措施:佩带合适的个人防护器械,避免吸入有害气体。 保护环境措施和清洗方法:防止污染物进下水道、表面水、地下水和土壤。尽可能将有害物质收集到一个干净的容器内等待处理,用惰性吸附剂

覆盖在残余的有害物质上。根据地方的有关法规处理。 操作:远离热源、远离点火源。严禁吸烟。避免吸入有害气体。避免接触到眼睛和皮肤,采取措施,防止静电。 储存:应储存在温度较低、通风良好的地方,避免接触过氧化物,采取措施防止静电,当含有苯乙烯的不饱和聚酯树脂暴露到光线下时,其储存期将显著缩短,存放在100%不透光的容器内,置于阴暗处。 工作环境中有害物质含量的极限值 有害组分名称 TLV/PEL 1)苯乙烯 TGG 8uun107mg/m3(荷兰,2000) 个人防护设施 -呼吸系统工程:工作环境中有害物质含量决不能超过极限值,可以使用局部的通风系统或在通风橱内操作。为了更好的保护脸部建议使用防毒面罩。皮肤和身体:化学防护服;耐化学防护鞋。 手部:耐化学防护手套(丁基合成橡胶,聚会乙烯醇) -眼睛:有防护边的安全眼镜。 物理状态有外观:液体 颜色:淡黄 气体:典型 沸点:已知最低值145℃(293℉)(苯乙烯) 熔点:-30℃(-22.9℉)开始向固态转变(基于苯乙烯的物性数据) 体积密度:1.1g/cm3 蒸汽密度:已知最高值3.6(空气-1)(苯乙烯) 蒸汽压:已知最高值0.6KPa(4.5mmHg,20℃) (苯乙烯) 溶解性:不溶于冷水 辛醇/水溶解系:不适用 PH值:不适用 闪点:封闭的杯子:33℃(91.4℉) 自燃点:已知最低温度490℃(914℉)(苯乙烯)

呋喃树脂砂的应用

呋喃树脂砂的应用 武汉重型机床集团铸锻公司 有机自硬性铸型的开发是非量产铸造生产方式的一大改革,其生产效率和尺寸精度大大高于原有各种造型工艺水平。目前树脂自硬砂工艺的优越性已被国内许多厂家的生产实践所肯定,其工艺已用于浇注所有种类的金属铸件。 1呋喃树脂砂的特性 呋喃树脂砂具有如下特性:1)毒性小、气味低、粘度低,型、芯强度高。2)砂子流动性好,性能稳定,储存期长。3)可使用时间和脱模时间可以控制。4)浇注后包覆在砂粒表面的树脂膜易除去,旧砂易回收利用。5)可浇注所有类型的金属铸件。6)对原砂的酸碱性要求严格。7)硬化过程受周围环境的温度、湿度影响大。 呋喃树脂的原材料和它的组成如下表: 1.1 硬化特性 一般情况下,铸造用树脂是有C、H、O、N等原子以不同的形式结合而形成的液态的有机化合物。在树脂生产阶段,各种原材料分子在热和催化剂的作用

下,初步聚合成具有两维空间的线形链状结构的初聚物分子。而在铸造生产使用时,由于第二种催化剂(固化剂或硬化剂)的加入,促使分子间这种聚合反应继续进行并形成具有非常大的分子量的具有三维空间结构的不溶性的体形网状高分子聚合物。当三维结构聚合反应发生在砂子之间时,所形成的网状树脂结构就将砂粒彼此粘结起来,形成坚硬的骨架结构。也就是树脂产生固化反应而硬化了。1.2 可使用时间与可脱模时间 1)可使用时间:指混好的树脂砂可以用来造型制芯的时间。树脂砂混好后不立即使用,而是停留一段时间后再制型或制芯,则硬化强度随砂的停留时间延长而降低。树脂和催化剂混合物聚合反应速度越快,其可用时间越短。测试树脂砂可使用时间方法通常有三种:1)测型砂的初抗压强度值。2)测型砂的终抗压强度值。3)经验判断法。 2)可脱模时间:指型、芯达到起模不致损坏的强度所需的硬化时间。型、芯在起模前处在封闭硬化状态,水分不易蒸发,硬化较慢,起模后,水分易蒸发,硬化较快。如环境的相对湿度低,硬化反应进行的较完全,硬化强度亦高;环境的相对湿度较高,则硬化强度低。故型、芯达到起模强度后应立即起模,否则在封闭硬化条件下不仅硬化慢而且强度亦低。 3)可使用时间和可脱模时间的比值。此比值可以衡量自硬砂的性能,比值越大,性能越好。呋喃树脂砂的比值约为0.5。影响可使用时间和起模时间的因素主要有:树脂种类、固化剂种类和加入量、温度、湿度等。 2呋喃树脂在造型、制芯时对原砂的要求 1)原砂要有良好的高温稳定性,不纯物要少,二氧化硅含量要≥90%。 2)原砂的含泥量要在0.5%以下。一般的原砂经过擦洗,含泥量少,才能减少树脂加入量、提高经济效益。原砂的含泥量对硬化速度有影响,原砂 中泥份太多了,使树脂和固化剂不易混均匀,因此影响了树脂的强度和 固透性。 3)原砂中水份的含量越少越好,因为原砂中水份的增加对树脂自硬砂是十分有害的,它使树脂自硬砂的固化速度慢和固透性差。原砂含水量对树 脂自硬砂强度的影响,水份的增加,会使树脂自硬砂的强度降低,导致 铸件产生气孔和夹砂等缺陷。当原砂的水份增加,树脂和固化剂的加入

自硬呋喃树脂砂

自硬呋喃树脂砂 第一章/ 概论 1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念 自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的Furan No-Bake process,它表示以呋喃树脂为粘结剂,并加入催化剂混制出型砂,不需烘烤或通硬化气体,即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂”,甚至“树脂砂”。以下介绍两个基本概念。 一、呋喃树脂的概念 由碳原子和其它元素原子(如O、S、N等)共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。含有杂环的有机化合物叫做杂环化合物。所谓“呋喃”,是含有一个氧原子的五员杂环有机化 合物,它是表示一族化合物的基本结构总称。 在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体,叫做“呋喃”,它的衍生物则根据母体来命名。呋喃本身在互业上并无什么用途,但它的衍生物——糠醛和糠醇,却是互业上的重要原料,它们是最重要的呋喃衍生物,糠醛学名叫α——呋喃甲醛,糠醇学名叫呋喃甲醇。它们的分子结构如下: 含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇(FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的,如尿醛呋喃树脂(UF/FA)、酚醛呋喃树脂(PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂(UPF-FA) 和甲醛——糠醇树脂(F/FA)等。 二、呋喃树脂的硬化机理 根据呋喃树脂的组成不同,分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化(即“自硬”)的呋喃树脂一般糠醇含量都超过50%。其硬化机构很复杂,现在还未完全弄清楚,但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合,此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸,第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。图1-1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表 性的呋喃自硬树脂结构的一例。 初期阶段

铸造用呋喃树脂砂

第一章铸造用呋喃树脂砂概述 一、自硬呋喃树脂砂的特点 1. 优点: 1)铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高; 2)型砂的溃散性好,清理、打磨容易,从而减少了落砂清铲修整工序中对铸 件形状精度的损害; 3)由于在各个工序中都最大限度的排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因 素,所以树脂砂铸件的铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比黏土可以提高1~2级,达到了CT7~9级精度和1~2mm/600mm的平直度,表面粗糙度大有改观; 4)减轻劳动强度大大改善了劳动条件和工作环境,尤其是减轻了噪声、矽 尘等,减少了环境污染; 5)树脂砂型(芯)强度高(含高温强度高)、成型性好发气量较其它有机铸型 低、热稳定性好、透气性好,可以大大减少铸件的粘砂、夹砂、砂眼、气孔、缩孔、裂纹等铸件缺陷,从而降低废品率,可以制造出用黏土砂难以做出的复杂件、关键件; 6)旧砂回收再生容易可以达到90%左右的再生回收率。在节约新砂、减少 运输、防止废弃物公害方面效果显著。 2. 缺点: 1)对原砂要求较高,如粒度、粒形、SiO2含量、微粉含量、碱金属盐及黏土 含量等都有较严格要求; 2)气温和湿度对硬化速度和固化后强度的影响较大; 3)与无机类黏结剂的铸型相比,树脂砂发气量较高,如措施不当,易产生气 孔类缺陷; 4)与黏土砂相比,成本仍较高; 5)对球铁件或低碳不锈钢等铸件,表面因渗硫或渗碳可能造成球化不良或增 碳,薄壁复杂铸钢件上易产生裂纹等缺陷; 6)浇注时有刺激性气味及一些有害气体发生,CO气发生量较大,需要良好 的通风条件。

二、自硬呋喃树脂砂原辅材料 1. 原砂: 原砂品质对树脂用量,树脂砂强度以及铸件质量影响很大,某些工厂由于忽视对原砂质量的严格要求,给生产带来很多麻烦。表1列举了不同大小和材质的铸件采用原砂的技术指标。 表1 树脂自硬砂用原砂的技术指标(质量分数,%) ①微粉:对30/50、40/70筛号的原砂、140筛号以下为微粉;对50/100、70/140筛号的原砂,200筛号以下为微粉;对100/200筛号的原砂,270筛号以下为微粉。 酸自硬树脂砂除个别的、特殊要求之外,一般都采用硅砂,对硅砂的具体要求是: 1)原砂SiO2含量要高,一般铸钢件w(SiO2)≥97%,铸铁件w(SiO2)≥90%, 非铁合金铸件w(SiO2)≥85%; 2)酸耗值应尽可能低,一般小于等于5ml; 3)含泥量越小越好,一般质量分数小于0.2%,颗粒表面应干净、不受污染, 以保证砂粒与树脂膜之间有高的附着强度,因此应尽可能采用经过擦洗 处理的擦洗砂;

关于不饱和聚酯树脂

关于不饱和聚酯树脂 通过阅读与不饱和聚酯树脂相关方面的书籍,使我对不饱和聚酯树脂有一个更为直观的了解: 不饱和聚酯树脂,一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。通常,聚酯化缩聚反应是在190~220℃进行,直至达到预期的酸值(或粘度),在聚酯化缩反应结束后,趁热加入一定量的乙烯基单体,配成粘稠的液体,这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。 物理性质 不饱和聚酯树脂的相对密度在1.11~1.20左右,固化时体积收缩率较大,固化树脂的一些物理性质如下: ⑴耐热性。绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃,一些耐热性好的树脂则可达120℃。红热膨胀系数α1为(130~150)×10-6℃。 ⑵力学性能。不饱和聚酯树脂具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度。 ⑶耐化学腐蚀性能。不饱和聚酯树脂耐水、稀酸、稀碱的性能较好,耐有机溶剂的性能差,同时,树脂的耐化学腐蚀性能随其化学结构和几何开关的不同,可以有很大的差异。 ⑷介电性能。不饱和聚酸树脂的介电性能良好。 化学性质 不饱和聚酯是具有多功能团的线型高分子化合物,在其骨架主链上具有聚酯链键和不饱和双键,而在大分子链两端各带有羧基和羟基。 主链上的双键可以和乙烯基单体发生共聚交联反应,使不饱和聚酯树脂从可溶、可熔状态转变成不溶、不熔状态。

主链上的酯键可以发生水解反应,酸或碱可以加速该反应。若与苯乙烯共聚交联后,则可以大大地降低水解反应的发生。 在酸性介质中,水解是可逆的,不完全的,所以,聚酯能耐酸性介质的侵蚀;在碱性介质中,由于形成了共振稳定的羧酸根阴离子,水解成为不可逆的,所以聚酯耐碱性较差。 聚酯链末端上的羧基可以和碱土金属氧化物或氢氧化物[例如MgO,CaO,Ca(OH)2等]反应,使不饱和聚酯分子链扩展,最终有可能形成络合物。分子链扩展可使起始粘度为0.1~1.0Pa·s粘性液体状树脂,在短时间内粘度剧增至103Pa·s以上,直至成为不能流动的、不粘手的类似凝胶状物。树脂处于这一状态时并未交联,在合适的溶剂中仍可溶解,加热时有良好的流动性。 结构性能 迄今,国内外用作复合材料基体的不饱和聚酯(树脂)基体基本上是邻苯二甲酸型(简称邻苯型)、间苯二甲酸型(简称间苯型)、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂等。 邻苯型不饱和聚酯和间苯型不饱和聚酯 邻苯二甲酸和间苯二甲酸互为异构体,由它们合成的不饱和聚酯分子链分别为邻苯型和间苯型,虽然它们的分子链化学结构相似,但间苯型不饱和聚酯和邻苯型不饱和聚酯相比,具有下述一些特性:①用间苯型二甲酸可以制得较高分子量的间苯二甲酸不饱和聚酯,使固化制品有较好的力学性能、坚韧性、耐热性和耐腐蚀性能;②间苯二甲酸聚酯的纯度高,树脂中不残留有间苯二甲酸和低分子量间苯二甲酸酯杂质;③间苯二甲酸聚酯分子链上的酯键受到间苯二甲酸立体位阻效应的保护,邻苯二甲酸聚酯分子链上的酯键更易受到水和其它各种腐蚀介质的侵袭,用间苯二甲酸聚酯树脂制得的玻璃纤维增强塑料在71℃饱和氯化钠溶液中浸泡一年后仍具有相当高的性能。 双酚A型不饱和聚酯 双酚A型不饱和聚酯与邻苯型不饱和聚酸及间苯型不饱和聚酯大分子链的化学结构相比,分子链中易被水解遭受破坏的酯键间的间距增大,从而降低了酯键密度;双酚A不饱和聚酯与苯乙烯等交联剂共聚固化后的空间效应大,对酯基起屏蔽保护作用,阻碍了酯键的水解;而在分子结构中的新戊基,连接着两个苯环,保持了化学瓜的稳定性,所以这类树脂有较好的耐酸、耐碱及耐水解性能。

玻璃纤维增强塑料的基础知识

玻璃纤维增强塑料(FRP)基础知识一.什么是复合材料 指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的才料,通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料,叫做复合材料。 二.什么是玻璃纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)指用玻璃纤维增强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料。简称FRP 由于其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀;电绝缘;隔热等性能,在我国被俗称为“玻璃钢”。这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。 三.FRP的基本构成 基体(树脂)+ 增强材料+助剂+颜料+填料 1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等 2.增强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。

3.助剂:引发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。 4.颜料:氧化铁红;大红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。多数为色浆状态。 5. 填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。PPR:聚丙烯。 PUR:泡沫。 PRE:聚苯醚。 尼龙:聚酰胺纤维。 FRP的发展过程:无法确定发明人。 四.FRP材料的特点: 1.优点: (1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢相比,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。 (2)耐腐蚀性好:FRP是良好的耐腐蚀材料,对于大气;水和一般浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力,已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。正在取代碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。 (3)电性能好:FRP是优良的绝缘材料,用于制造绝缘体,

不饱和聚酯树脂常用配方

不饱和聚酯树脂种类、性能及常用配方 耐水性、耐候性好。 聚酯树脂玻璃钢材料用量/(Kg/10m2) 1、189#聚酯树脂100 过氧化环己酮二丁酯糊(50%)1-4 耐酸钴苯乙烯(10%)1-4 5-10(耐水性好33#胶衣增强表面性能) 2、189#聚酯树脂100 I号引发剂与I好促进剂系统 3含胶量:表面毡及短切毡70%——75% 无捻粗纱方格布50%——55%

4、玻璃纤维厚度规格:0.2 0.4 0.6 0.8 5、偶联剂型号:KH-570 6、196#树脂为柔性不饱和聚酯树脂。 7、短切毡(450 g/m2 230 g/m2)表面毡(60g/m2厚30 g/m2)粗纱(570 g/m2)使用时可增 加防腐、抗渗、防水功能。同时提高表面光亮度。 8、3.5mm厚玻璃钢要铺4层0.6mm和2层0.2mm厚玻璃纤维方格布。 9、197#双酚A型聚酯树脂耐酸、耐碱、耐水、耐高温。防腐电解槽工业烟气防腐衬里等。 一般厚度2-3mm..。还可用氯化不饱和聚酯树脂、环氧乙烯基酯树脂等防腐树脂。一般适用温度70℃。玻璃鳞片胶泥的适用可使温度达到200℃ 10、脱模剂可改为模具表面涂黄油后黏贴一层聚酯涤纶薄膜0.04mm厚。可取代脱模蜡、抛 光及涂聚乙烯醇脱模剂两道工序。易清洗、不污染、不迁移、适用于喷漆。 11、胶衣树脂:其厚度一般为0.25-0.4mm左右,相当于450g/m2. 12、被覆树脂:玻璃钢加工完成后最后覆盖上去的一层树脂。 13、耐化学树脂:不饱和聚酯树脂主要有间苯型和双酚A型两种,双酚A型特别在耐碱条 件下适用。乙烯基树脂耐酸。 14、呋喃树脂:耐强酸号称塑料王但不耐硝酸及硫酸耐氯气及饱和盐水长期浸泡。并能在 120-180℃下长期适用。 15填料:可降低玻璃钢成本10%左右。会影响树脂凝胶时间。增强玻璃钢的耐磨抗冲击强度减少收缩。但不是玻璃钢生产的必须材料。 16、腻子常用配方 一般腻子的配比 涂料腻子的配比 (1)、底面调整(砂纸80#-120#、丙酮清洗)(2)、底涂层(喷两遍聚酯涂料)(3)、打腻子(聚酯腻子)(4)、研磨(水砂纸180#)(5)、中间涂层(聚酯系列溶剂涂料或两遍聚氨酯涂料)(6)、研磨(水砂纸300#-600#)(7)、表面涂层(混合漆、固化剂、丙酮调至黏度15-21白)(8)、特殊涂装、(贴压条纹带、固定带后涂清漆)。 18、促进剂环烷酸钴对聚酯固化的影响(I号促进剂-引发剂系统)

不饱和聚酯树脂的合成-主要原料

不饱和聚酯树脂的合成-主要原料 文章摘要:不饱和聚酯树脂的合成主要原料二元醇乙二醇是结构最简单的二元醇,由于其结构上的对称性,使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性,这便限制了它同苯乙烯的相容性,因此一般不单独使用,而同其它二元醇结合起来使用,如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用,可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性;如果单独使用,则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化,以改善其相容性。1,2丙二醇由于结构上的非对称性,可得到非结晶的聚酯树脂,可完...... 不饱和聚酯树脂的合成 主要原料 二元醇 乙二醇是结构最简单的二元醇,由于其结构上的对称性,使生成的聚酯树脂具有明显的结晶性,这便限制了它同苯乙烯的相容性,因此一般不单独使用,而同其它二元醇结合起来使用,如将60%的乙二醇和40%的丙二醇混合使用,可提高聚酯树脂与苯乙烯的相容性;如果单独使用,则应将生成树脂的端基乙酰化或丙酰化,以改善其相容性。 1,2丙二醇由于结构上的非对称性,可得到非结晶的聚酯树脂,可完全同苯乙烯相溶,并且它的价格相对讲也较低,因此是目前应用最广泛的二元醇。 其它可用的二元醇有: 一缩二乙二醇——可改进聚酯树脂的柔韧性; 一缩二丙二醇——可改进树脂柔韧性和耐蚀性; 新戊二醇——可改进树脂的耐蚀性,特别是耐碱性和水解稳定性。 以上几种二元醇,或由于树脂柔韧性太大而失去强度,或应改善树脂与苯乙烯相溶性,它们一般不单独使用,应和其它二元醇混合使用。具有高度耐用化学腐蚀的聚酯树脂,常常用双酚A或氢化双酚A 作原料,为生成一种适合与二元酸反应的二元醇,双酚A应预先同环氧丙烷或环氧乙烷反应,生成两端具有醇羟基的二元醇,如 D-33二元醇。 用氯化或溴化的二元醇,不仅表现出阻燃性,也改善了耐蚀性。 加入少量的多元醇,如丙三醇和季戊四醇,可较大程度地改善树脂的耐热性。 不饱和聚酯树脂的耐化学腐蚀性取决于树酯的化学结构。在聚酯树脂中酯键是最薄弱的环节,易受酸和碱的作用而发生水解。酯键周围空间的不同的化学结构对于酯键有着不同的空间位阻保护作用,而使制品表现出不同的耐蚀性。酯键的空间位阻保护作用: PO-BPA>NPG>PG>EG 不饱和二元酸 不饱和聚酯树脂中的双键,一般由不饱和二元酸原料提供。树脂中的不饱和酸愈多,双键比例愈大,则树脂固化时交联度愈高,由此使树脂具有较高的反应活性,树脂的固化物有较高的耐热性,在破坏时有较低的延伸率。 为改进树脂的反应性和固化物性能,一般把不饱和二元酸和饱和二元酸混合使用。 顺丁烯二酸酐(马来酸酐)和顺丁烯二酸(马来酸)是最常用的不饱和酸。由于顺丁烯二酸酐具有较低的熔点,并反应时可少缩合出一分子水,故用得更多。 反丁烯二酸(富马酸)是顺酸的反式异构体,虽然顺酸在高于180°C缩聚时,几乎完全可以异构化而变成反式结构,但用反丁烯二酸制备的树脂有较高的软化点和较大的结晶倾向性。 其他的不饱和酸,如氯化马来酸、衣康酸和柠康酸也可以用,但价格较贵,使用不普遍。此外,用衣康酸制造的树脂,也会出现树脂与苯乙烯混溶稳定性的问题,尽管氯化马来酸含26%的氯,但要作为阻燃树脂使用,含氯量仍是不够的,还必须加入其它阻燃成分。

呋喃树脂砂铸件常见缺陷及预防措施

一、气孔与针孔 1.产生原因 1.1树脂添加量过多,树脂中氮含量过高。 1.2醇基涂料的溶剂中有变质酒精、含水分较多或涂料的浓度太低,点火后干燥不彻底。 1.3水基涂料干燥不充分。 1.4造型互艺方案不良。其中影响较大的因素有:浇注速度过慢;通气方案不良;浇注系统尺寸合比例不当;压头太低。 1.5回收再生砂的灼减量过高。 1.6造型(芯)后尚未充分固化就过早合箱浇注,造成发起量过大。 1.7造型操作不当。如芯铁外露,芯头钻铁等。 2.气孔类缺陷的预防措施针对以上各条产生原因,采取以下相应对策: 2.1降低树脂添加量: 2.11 2.12 2.13 2.14 选择含N 量较低的树脂,选用粒型圆整、粒度适中、含微粉量低、耗 酸量低的原砂;添加偶联剂; 选用强度性能好的树脂及适当的固化剂等,尽可能将树脂添加量将至砂重的1.2%以下。 2.2涂料 2.2.1重视涂料

的溶剂质量;酒精快干涂料的酒精浓度一般不小于95%。2.2.2涂刷前对涂料充分搅拌,浓度应大于30“ B;e 2.2.3涂刷料后即时点火干燥。 224使用水基涂料后应在小于180C温度下烘烤1小时?2小时以上,务必使涂料充分干燥。 2.3制定互艺方案时要注意提高浇注速度,合理有效的设计通气;掌握快速、封闭、底注、不紊流的设计原则。 2.4回用砂灼减量控制在 3.0%?3.5%以下。主要措施有尽量降低砂铁比,选择优良的再生设备,注意再生砂的管理。 2.5型芯最好隔天使用,铸型也应在造型4小时?6小时以后再上涂料及合箱浇注。 2.6 严格控制造型(芯)、配模的操作过程。芯骨不要外漏,芯头要有防止钻铁措施,以免呛火造成气孔缺陷。 以上主要讨论了因呋喃铸型本身而造成的侵入型气孔缺陷,实际生产中因铁水温度及溶炼质量等因素引起的气孔比例也不小,要注意具体分析、对症下药。 二、机械粘砂与脉纹 1.产生原因 1.1型砂骨料粒度分布不当及造型(芯)时紧实度太低。 1.2涂料耐火度低、涂层厚度不够。 1.3新砂用量较大时易产生渗铁与脉纹,尤其当新砂的SiO 2 含量很高时。 1.4造型操作不当引起的型砂强度过低、表面稳定性差,促使粘砂脉纹的发生。 如使用超过了可使时间的型砂,连续式混砂机的头砂尾砂充当面砂,修模型砂(芯)表面时引起的表面稳定性降低、砂温过高等。 2.预防措施

树脂砂铸造工艺

树脂砂铸造工艺 第一章 / 概论 1 — 1 自硬呋喃树脂砂的概念 自硬呋喃树脂砂的命名来源于英语的 Furan No-Bake process,它表示以呋喃树脂为粘结剂,并加入催化剂混制出型砂,不需烘烤或通硬化气体,即可在常温下使砂型自行固化的造型方法。通常被简称为“冷硬树脂砂”,甚至“树脂砂”。以下介绍两个基本概念。 一、呋喃树脂的概念 由碳原子和其它元素原子 (如 O、 S、 N等 )共同组成的环叫做杂环、组成杂环的非碳原子叫杂原子。含有杂环的有机化合物叫做杂环化合物。所谓“呋喃”,是含有一个氧原子的五员杂环有机化合物,它是表示一族化合物的基本结构总称。在呋喃系中不带取代基的杂环作为母体,叫做“呋喃”,它的衍生物则根据母体来命名。呋喃本身在互业上并无什么用途,但它的衍生物——糠醛和糠醇,却是互业上的重要原料,它们是最重要的呋喃衍生物,糠醛学名叫α——呋喃甲醛,糠醇学名叫呋喃甲醇。它们的分子结构如下: 含有糠醇的树脂称为呋喃树脂。作为铸造粘结剂用的呋喃树脂一般是用糠醇 (FA)与尿素、甲醛或苯酚等缩合而成的 ,如尿醛呋喃树脂( UF/FA)、酚醛呋喃树脂 (PF/FA)、酚脲醛呋喃树脂( UPF- FA)和甲醛——糠醇树脂 (F/FA)等。 二、呋喃树脂的硬化机理 根据呋喃树脂的组成不同,分别可以通过加热、通入硬化气体或添加酸催化剂等方法使其固化。酸催化(即“自硬”)的呋喃树脂一般糠醇含量都超过 50%。其硬化机构很复杂,现在还未完全弄清楚,但基本的树脂化反应包括了糠醇的第一醇基和呋喃环的第五位氢之间的脱水缩合,此外呋喃环的断裂生成乙酰丙酸,第一醇基间脱水生成醚和醛等等的反应。图 1- 1为呋喃树脂粘结剂的成分和代表性的呋喃自硬树脂结构的一例。 ?初期阶段 1 — 2 自硬呋喃树脂砂的优缺点 一、自硬呋喃树脂砂具有以下优点: 1 .铸件表面光洁、棱角清晰、尺寸精度高。 这是由于树脂砂造型可以排除许多使型(芯)变形的因素。如:( 1)型砂流动性好,不需捣固机紧实,减少了模样(芯盒)的伤损和变形;( 2)砂型(芯)固化后起模,减少了因起模前松动模样和起模时碰坏砂型(芯)引起的变形;( 3)无需修型,减少了修型时引起的变形;( 4)无需烘烤,减少了因烘烤造成的铸型(芯)变形;( 5)铸型强度高、表面稳定性好,故芯头间隙小、分型负数小,减少了下芯、配模过程中铸型的破损和变形,保证了配模精度;( 6)铸型(芯)硬度高,热稳定性好,可以有效地抵御浇注时的型壁退让、迁移现象,减少了铸型的热冲击变形(如胀砂等);( 7)型砂的溃散性好,清理、打磨容易,从而减少了落砂清铲修整工序中对铸件形状精度的损害。综上所述,由于在各个工序中都最大限度地排除了影响铸型、铸件变形和损坏的因素,所以树脂砂铸件的铸件表面质量、铸件几何尺寸精度方面比粘土烘模砂可以提高 1— 2级,达到 CT7-9级精度和 1- 2mm / 600mm的平直度,表面粗糙度更大有改观。 2 .造型效率高,提高了生产率和场地利用率,缩短了生产周期。 这是由于( 1)、型砂流动性好,不需捣固机紧实,节省了大量的捣固工作量,使造型

不饱和聚酯树脂的分类和用途(优质严选)

不饱和聚酯树脂的分类和用途 根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型、乙烯基酯型等;根据其性能可分为通用型、防腐型、自熄型、耐热型、低收缩型等;根据其主要用途可分为玻璃钢(FRP)用树脂与非玻璃钢用树脂两大类,所谓玻璃钢制品是指树脂以玻璃纤维及其制品为增强材料制成的各种产品,也称为玻璃纤维增强塑料(简称FRP或玻璃钢);非玻璃钢制品是树脂与无机填料相混合或其本身单独使用制成的各种制品,也称为非增强型玻璃钢制品。 按具体专用品种分类包括有缠绕树脂、喷射树脂、RTM树脂、拉挤树脂、SMC、BMC 树脂、阻燃树脂、食品级树脂、防腐蚀树脂、气干型树脂、宝丽板树脂、工艺品树脂、纽扣树脂、玛瑙树脂、人造石树脂、高透明树脂水晶树脂、原子灰树脂等。作为FRP表面装饰的防老化阻燃胶衣、耐热胶衣、喷涂胶衣、模具胶衣、不开裂胶衣、辐射固化胶衣、高耐磨胶衣等。 UPR的玻璃钢制品广泛地应用于下述领域: 建筑领域:制冷却塔,8立方米/小时~3000立方米/小时的横流、逆流、喷射式塔及风筒、风机、收水器等辅件。门、窗、轻型采光建筑、格栅、活动房、冷库、公园亭、台、报亭等。 玻璃钢管、罐、槽等防腐产品及工程:包括大、中、小口径管道、管件、阀门、贮罐、贮槽、格栅、填仓板、塔器、烟囱、防腐地面及建筑防腐等。 玻璃钢车辆:火车双层客车及零部件、窗框、汽车车身、保险杠、火车通风道、弹簧板等。 玻璃钢船艇:包括游艇、救生艇、交通艇、渔船、快艇、舢舨、养殖船、冲锋舟等。 玻璃钢游乐设备:包括大型游艺机、大型水上乐园、儿童乐园。 玻璃钢交通设备、劳保及保安用品:包括公路牌、路标、人行桥、灯具、电缆盒、测量标尺、头盔、收亭、防爆器材、井盖等。 玻璃钢卫生设备:浴缸、洗漱台、便器、镜架、整体卫生间、垃圾箱。 节能玻璃钢产品:包括轴流风机、离心风机、太阳能热水器、风力发电机等。 玻璃钢食品容器:高位水箱、食品运输罐、饮料罐。 玻璃钢工艺品:城市雕塑、字体、工艺品和贴骨工艺。 玻璃钢家具:包括座椅、快餐桌、成套家具、电话亭、柜台等。 玻璃钢机电、矿用、轻纺产品:包括防护罩、格栅、干式变压器、互感器、高压拉杆、计算机房、电器开关、SMC卫星天线、铜箔板、服装模特、通风管道、棉条筒等。

_不饱和聚酯树脂及其新发展

玻璃钢2008年第2期不饱和聚酯树脂及其新发展 张小苹 (上海玻璃钢研究院,上海 201404) 摘要 不饱和聚酯树脂(UPR)是热固性树脂中用量最大的,也是玻璃钢复合材料制品生产中用得最多的树脂,所以是玻璃钢复合材料行业最为关心的基体树脂。本文对UPR优缺点、配方设计、固化特性等作一介绍,并对UPR的新发展进行展望,以供读者参考。 关键词:不饱和聚酯树脂(UPR)优缺点配方设计固化特性新发展 1前言 不饱和聚酯树脂(UPR)工业于1942年首先在美国实现了工业化生产,用玻璃纤维布增强制得第一批聚酯玻璃钢雷达天线罩,其重量轻、强度高、透波性能好、制造简便,迅速用于战争。此后,英国(1947年)、日本(1953年)、德国、法国、意大利、荷兰等也相继投产。 不饱和聚酯的发现可以追溯到1847年,瑞典科学家伯齐利厄斯(Berzelivs)用酒石酸和甘油反应生产聚酒石酸甘油酯,是一种块状树脂。以后,1894年和1901年又出现了乙二醇和顺丁烯二酸合成的聚酯和用苯二甲酸酐和甘油反应得苯二甲酸甘油酯。1934年以后出现了过氧化苯甲酰固化(引发)剂。1937年布雷德利(Bradley)发现利用游离基引发剂可使线型聚酯变为不溶的固体。随后不久,发现不饱和聚酯和苯乙烯单体可以发生交联反应,其反应速度比没有交联单体时的反应要快30倍左右,这是现代不饱和聚酯(UP)的起点。 我国于1958年开始不饱和聚酯树脂生产。60年代初期常州建材二五三厂(现为常州天马集团公司)引进了英国斯高特——巴德尔(scott—Bader)公司的工艺与设备,对推动我国聚酯工业和玻璃钢工业的发展起了一定的作用。到70年代初期,玻璃钢制品开始由军工到民用,得到较快的推广。经过四十多年的发展,我国的UPR工业的发展速度居世界领先地位。1976年我国UPR总产量不足3000吨,而美国当年产量为43万吨。经过三十年的发展,美、日、欧等发达国家中发展最快的美国UPR产量翻了一番,2004年达到87.5万吨,而我国则于2003年达到73万吨。2006年已达103万吨,居世界首位。目前,我国UPR产量、消费量均居世界首位,生产能力已达200万吨/年,今年产量达120多万吨。 · 23 ·

不饱和聚酯树脂的制备

不饱和聚酯的制备 髙材 131 黄鑫成 1303010129 学号: 指导老师:顾尧

实验九不饱和聚酯树脂的制备 一、实验目的与要求 1、通过实验掌握不饱和聚酯树脂的制备原理及合成方法; 2、考察原料种类和配比对产品性能的影响; 3、了解不饱和聚酯树脂的固化特征。 二、实验原理 o 大分子链中含多个酯键 c o 的聚合物称为聚酯。按化学结构 不同,聚酯树脂一般可分为二大类。第一类为饱和聚酯树脂,其分子结构中的碳原子皆以单链连接。再进一步加工过程中不会发生结构及分子量的变化,呈热塑性。涤纶、聚芳酯、聚碳酸酯等属此类。第二类为不饱和聚酯树脂,其结构中部分原子间以双键相连,在进一步加工过程中分子中的双键可参与化学反应,一般由可溶的线型结构转变为不溶不熔的体型结构,所以呈现热固性。 不饱和聚酯树脂通常是指不饱和二元酸(或酸酐),饱和二元酸与二元醇三者之间的缩聚产物。当其与乙烯基单体(常用苯乙烯) 按一定比例混合,在有机过氧化物引发剂(过氧化苯甲酰)存在下即 可发生共聚反应而交联,由线型结构转化为体型结构,加入促进剂叔 胺可使固化反应在常温下进行。 1

2 3 二、主要试剂配比与实验仪器 1、试剂与配比 试剂 配比顺丁烯二酸酐(化学33 份16.5 纯)g 邻苯二甲酸酐(化学50 份25g 纯) 丙二醇(化学纯)56.5 份28.25 g

2、主要仪器 三口烧瓶、烧杯、量筒、温度计300℃、冷凝管、可调式电加 热套、 50ml 碱式滴定管、 250ml 锥形瓶、台式天平等。 图 1、制备不饱和聚脂树脂仪器安装示意图 三、实验操作 如图 9-1 所示安装实验仪器,在干燥的三口烧瓶中,顺次加 入计量的顺酐,苯酐和丙二醇,开始缓慢加热,同时在直形冷凝管内 通冷却水.在15 分钟内升温到80℃,充分搅拌,再用45 分钟将温度升到 160℃。以后在 30 分钟内将温度升到190~200℃,并在此温度 下维持反应 1 小时,停止加热,将反应物冷却至180℃。

不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂 20031015——用于改善复合材料耐水性的硅烷偶联剂。 用于改善复合材料包括不饱和聚合材料耐水性的硅烷偶联剂是由氨基硅烷(R40)3—6SiR2R3bNH(R1NH)aSiR2R3b (0R4)3—6与甲基丙烯酸2-异氰酸乙酯反应而制成的,其中R1=C1—8羟苯基;R2=C3—9羟苯基;R3=C1—6羟苯基;R4=Cl—3羟苯基;a、b=0~2。 (CAl32:23497) 20031016——多层着色的阻燃树脂屋顶材料。 该屋顶材料包含一层背层、一玻璃纤维层、一装饰性纸层和一表面层。表面层的组分为阻燃剂磷酸三酯l0%~30%,固化剂2%~4%,助催化剂3%~8%和不饱和聚酯树脂No.182至100%,最佳配比为,磷酸三酯20%,固化剂3%,助催化剂5%和不饱和聚酯树脂 No.182 至 l00%。背层由阻燃剂Al(0H)320%~50%、氯丁橡胶10%~30%、固化剂2%~4%、助催化剂3%~8%和不饱和聚酯树脂No.191至l00%,最佳配比为Al(OH)340%,氯丁橡胶10%,固化剂3%,助催化剂5%和不饱和聚酯树脂No.191至100%。(CAl 32:208902) 20031017——+含有苯乙烯聚合物的低收缩不饱和聚酯组成物。 不饱和聚酯组成物包含5%~30%(以聚酯为基准)3—维苯乙烯聚合物搀合物和1%~l0%(以聚酪为基准)非交联的聚苯乙烯,其平均分子质量为70000。该组成物在固化过程中显示了较低的收缩性,提供固化物颜色的均匀性。例如,100份的组成物包含100份的980:472:473:157:104的马来酸酐-氢化双酚A-丙二醇-—缩二丙二醇-新戊二醇共聚物和75份苯乙烯与15份3维聚苯乙烯(SGP 70 C);3份非交联的聚苯乙烯(Himer SB150),1份硬化剂(Perbuty lZ),300份A1(OH)3,玻璃纤维和其他添加剂,其在模具中固化得到一半透明的试片,该试片表面光滑、减少颜色的不均匀性。(CAl32:309217) 20031018——具有优良阻燃性的含三价磷无卤树脂。 用于镀铜板的树脂含有五价磷和C=C双键但无磷酸酯键。例如,三羟丙基氧化膦,马来酸酐,琥珀酸酐(T=酸酐),甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯的反应物50 g,含有YDl28环氧树脂的甲基丙烯酸和苯乙烯的乙基酯树脂50g和1.25g Percumy),1H(氢过氧化枯烯)的混合物在模具中固化得到试片,其试片的弯曲模量为3.50GPa,玻璃化转变温度155℃。(CA132:309464) 20031019——用于提高玻璃纤维增强不饱和聚酯耐热性和耐水性的硅烷偶联剂。 由NH2(R1M-1)2R2SiR3b(0R4)3—6与氰乙烯基苄基氯和甲基丙烯酸2-异氰酸乙酯反应制备硅烷偶联剂,其中R1=C1—8含羟基苯基,R2=C3—9含羟基苯基,R3=C1—6含羟基苯基,R4=Cl—3羟基,a=0~2,b=0~2。首先N-β-(胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基硅烷与甲基丙烯酸-2-异氰酸乙酯(Karenzu Mo1)40℃时反应2h,再与乙烯基苄基氯在MeOH下60℃反应6h得到硅烷化合物,将玻璃织布(WEA 7628)在其中浸渍,再浸渍不饱和聚酯树脂(Ripoxy。 R 806B)。堆叠、固化得到—板式制品,其在260℃时20 s不起泡,280℃时不起白斑。(CAl32:23472) 20031020——纤维增强塑料的配件、管件及其制备。 具有优异耐水性能的配件和管件是由缠绕长纤维如粗纱浸于热固性树脂中绕一金属芯,进一步缠绕织物或针织纤维带在长纤维上,然后固化树脂而制备。例如,一种由不饱和聚酯浸渍粗砂和玻璃纤维带制成的管件,其装有20 kg/cm2

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