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[原创] 树脂重防腐之乙烯基酯树脂固化体系

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欧阳
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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2014-05-27
— 本帖被 hiatc 执行加亮操作(2014-05-27) —
应坛友要求，就“树脂重防腐之乙烯基酯树脂固化体系”写点文字。

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欧阳/老毒物
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只看该作者 沙发  发表于: 2014-05-27
乙烯基酯树脂现场施工固化指导配方

1 树脂胶料准备
　　含有环烷酸钴、二甲基苯胺（必要的话）的树脂胶料，一次配20～250kg是比较合适的，胶料中含促进剂和助促进剂，但不含固化剂，一般情况下制备适当的话，胶料能存放几周时间。树脂胶料应使用一个专门指定的，可靠的技术员来专门精心备制，并不定期对胶料的固化特性和是否均匀进行复查。树脂胶料能保证每一次使用时促进剂和助促进剂的量都均一固定，能给操作者一个单一固化剂因次的凝胶时间、可操作时间的变化曲线，也有助于弥补温度和其他环境条件变化产生的影响。胶料的备制，需要将促进剂和二甲基苯胺和树脂进行彻底混合均匀，高速气动搅拌器就是个很好的工具。
　　适当的安全防护是必须的。接触树脂、促进剂、助促进剂和固化剂时，都应该佩戴防护镜，穿着防护服。良好的内务管理措施，应遵守的工作区域，以尽量减少污染。应保持适当的通风，混合作业时尽量使用一次性容器。使用过的容器和树脂废料应妥善处理，按照相关法律法规处理。对于每个批次，操作者可能会添加不同量的MEKP（在规定范围内），以获得所需的凝胶时间（典型的凝胶时间是25~30min）。MEKP应仔细准确称量，并和树脂彻底混合均匀，至少搅拌30秒，搅拌需要到达包括容器的两侧和底部的地方。操作者在混合搅拌时应尽量避免或减少带进去气泡。
　　下面是树脂胶料制配的几个步骤：
　　（1）将树脂料温和环境温度考虑进去，预估所需操作可使时间，在考虑操作时间的时候，需要将树脂黏度（受温度影响）大小操作难易程度考虑进去。
　　（2）如果采用现场混合的方式，如纯树脂加触变剂、促进剂，高速剪切搅拌均匀，达到预期的触变指数，这时会因高速剪切产生一定的热量，因此尽量在操作使用前去进行剪切混合，或者在加促进剂之前触变好。
　　（3）促进剂/固化剂添加表可作为参考供应商给的数据，选择合适的添加比例达到理想的操作可使时间。
　　（4）称量树脂、促进剂、固化剂、二甲基苯胺，必要时称量阻聚剂（预先溶解在苯乙烯或其他合适的溶剂中），分开放置。体积重量的转换可以参考附录，这有助于实际操作时方便得用量杯直接量取即可。
　　（5）将促进剂钴液加入到树脂中，用启动搅拌器彻底混合均匀，注意搅拌时速度不要过快，桨叶不要过浅，最大限度避免搅拌时带入过多气泡。
　　（6）添加DMA或DEA，混合均匀。
　　（7）加入其他诸如阻聚剂等助剂，混合均匀。
　　（8）加入颜料、色浆、填料（如氢氧化铝、氧化锑）等，混合均匀。
　　（9）所有成分都加完毕之后，再次彻底搅拌混合均匀。
　　（10）加入提前称量准备好的促进剂和填料到一个定量的少量的树脂中，小试测试样品的凝胶时间，可以参考供应商提供的建议数据。
　　（11）阻聚剂可以延长凝胶时间，二甲基苯胺可以缩短蓝白水固化体系的凝胶时间，阻聚剂和二甲基苯胺相对树脂量而言，加的量都是非常少的，加多了会导致不凝胶或凝胶太快。
　　（12）准备好带固化的树脂胶料。
　　（13）如果树脂放热太高，可适当加些环烷酸铜或a-甲基苯乙烯。稍许加些环烷酸铜并不会对使用标准MEKP时的凝胶时间产生太大的影响。如果环烷酸铜或阻聚剂加入量超过了0.04%，树脂的固化度就会受到影响。
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只看该作者 板凳  发表于: 2014-05-27
2  凝胶固化的影响因素
　　固化剂、促进剂、助促进剂的数量相比树脂而言，数量都很少，称量时需要尤其准确。可采用废弃的注射器、带有刻度的塑料量筒、塑料量杯之类的设备。实际树脂的凝胶时间会因为这些助剂辅料的微量的变化而产生较大的变化，除此之外，少量反应物称量、树脂批次间差异、环境温度、环境湿度、玻璃钢的厚度、模具的类型等对凝胶时间都有影响。
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只看该作者 地板  发表于: 2014-05-27
3  小试称量
　　微量化学品的量取尽量采用带有刻度的量器。如注射器、量杯、量筒、天平。务必减少促进剂、固化剂、脱模剂等辅料的称量误差。
　　小试称量务必做到精确，并且试验温度控制也务必记录，小试称量后，一次性杯子里面的固化特征数据并不足以说明全部问题，有时还需要模仿实际成型进行纤维积层，在一定的基材上进行操作，验证实际模具上的凝胶时间。
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只看该作者 4楼 发表于: 2014-05-27
4  小料试样
    小料试样一般是一次性杯子或塑料瓢里面进行配料的，搅匀后再在实际操作的模具上进行小样积层试验。确认可操作时间、凝胶时间、放热、纤维浸润性、操作工艺性等一系列进行大件制作需要提前考虑的问题。
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只看该作者 5楼 发表于: 2014-05-27
5  凝胶时间和温度
      环氧乙烯基酯树脂采用自由基固化引发剂进行聚合固化。树脂固化过程中的影响因素很多，因此其催化体系需要根据个案而相应变化。催化体系的选择标准遵循以下原则：（1）期望的凝胶时间；（2）作业温度；（3）模具或基材的散热影响；（4）后固化影响；（5）制品厚度及形状。
　　不同的环境温度对乙烯基酯树脂的凝胶时间的影响请参见具体牌号的单页技术说明资料。
　　不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂操作使用时，促进剂和固化剂的添加量非常重要，可以在具体产品的TDS中找到一些你期望的添加配比数据，如不同温度下为获得期望的操作时间所需添加的促进剂固化剂的比例。尽管这些非常具体详细，但它也仅仅只能作为您的一个参考，并不能视其为规格值，凝时间收到的影响因素很多。在不影响凝胶时间的前提下，最有效的控制放热方法之一是添加0.04%的环烷酸铜。如果将标准MEKP改用为低双氧水含量的过氧化物固化剂（BPO、CHP、无泡MEKP），凝胶时间会大大改变，使用时应可以注意这点。
　　资料中的数据是实验室数据，在实际操作中，只能起到参考作用，需要根据实际环境温度、环境湿度、树脂温度、基材温度、玻璃钢厚度等条件来对促进剂固化剂添加量作相应的调整。高温会导致树脂凝胶加快，除正常的作业环境温度高之外，还有一些隐性的“高温”，如树脂料温高、阳光直射、热源附近、制品厚度太大，这些都会导致树脂凝胶时间缩短。低温会导致树脂凝胶延缓，除正常的环境温度低之外，还有一些隐性的“低温”，如树脂料温低、基材温度低、模具温度低、制品太薄、填料纤维含量太高等都会导致树脂凝胶时间延长。当凝胶时间太短，来不及操作时，需要调整促进剂的加入量，也可以促进剂固化剂一起调节。
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只看该作者 6楼 发表于: 2014-05-27
6  乙烯基酯树脂的固化系统
6.1  适用的促进剂
　　乙烯基酯树脂适用的配套促进剂有：环烷酸钴或异辛酸钴（Co：1%～6%）、N,N’-二甲基苯胺。
　　乙烯基酯树脂尽量采用钴含量较高的促进剂，添加量较少（建议的“蓝白水”的比例为1/3～1/5间），对最终固化物的力学性能和耐腐蚀性能影响较小。
　　钴含量太低的促进剂其不参与交联固化的溶剂（如甲苯、二甲苯、酯类、醇类）太多，促进剂的添加量太大，导致树脂胶料操作黏度下降，易流挂，固化物的力学性能和耐腐蚀性能也会下降，乙烯基酯树脂最终不能发挥出来它耐蚀性优异、强度韧性兼顾的最大特点。
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只看该作者 7楼 发表于: 2014-05-27
6.2  适用的助促进剂
        乙烯基酯树脂适用的助促进剂有：N,N’-二甲基苯胺（DMA）或N,N’-二甲基苯胺苯乙烯液、N,N’-二乙基苯胺（DEA）、N,N’-二甲基乙酰基乙酰胺（DMAA）
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只看该作者 8楼 发表于: 2014-05-27
6.3  适用的固化剂
        乙烯基酯树脂适用的固化剂有：过氧化甲乙酮（MEKP）、过氧化氢异丙苯（CHP）、过氧化乙酰丙酮（AAP）、过氧化环己酮（CHPO）、过氧化苯甲酰（BPO）、“无泡”MEKP相当物固化剂、过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）、过氧化2-乙基乙酸叔丁酯（TBPO）、过氧化二碳酸二苯氧乙基酯(BPPD)、过氧化二碳酸（4-叔丁基环己酯）（P-16）等。
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只看该作者 9楼 发表于: 2014-05-27
6.4  常用的常温固化系统
　　乙烯基酯树脂常用的常温固化体系：
　　“0.2%～0.5%有机钴盐（Co：6%）+1%～3%MEKP/CHP+0%～0.2%DMA（100%含量）”的“蓝白水”固化体系（俗称I号促进剂和I号固化剂），适用于绝大部分VER常温固化体系；
　　“0.05%～0.3%DMA（100%含量）+2%～5%BPO（50%含量）”的体系，对温度湿度的敏感性相对较低，适用于禁止使用重金属钴的情况，也适用于一些“蓝白水”（MEKP/Co促进剂）不适用的特殊状况（如耐次氯酸盐介质腐蚀的FRP成型时、导电石墨粉云母粉作为填料时）。
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6.5  常用的低温固化系统
　　乙烯基酯树脂常用的低温固化体系：“0.5%～1.5%有机钴盐（Co：6%）+2%～4%MEKP/AAP+0.05%～0.5%DMA”的“蓝白水”固化体系，适用于作业温度10℃以下的场合，尤其是低温混凝土、金属基材的施工。
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6.6  常用的中高温固化系统
　　乙烯基酯树脂常用的中高温固化体系：“0.2%～0.5%BPO（98%含量）+1%～2%TBPB”适用于120℃以上高温固化体系；“0.5%～2%BPO（98%含量）”适用于60～80℃中温固化体系；P-16也常用于中高温固化体系。
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只看该作者 12楼 发表于: 2014-05-27
6.7  常用的低放热控制
       乙烯基酯树脂常用的低放热控制体系：CHP可有效降低放热峰和放热速度，气泡更少，适合大尺寸、厚FRP制品制作；锰盐促进剂也可用于降低放热峰；低放热峰树脂的采用也可从根本上达到这一目的。
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6.8  常用的长凝胶控制
       乙烯基酯树脂常用的长凝胶时间控制：当采用蓝白水固化体系时，可添加凝胶时间延迟剂（HQ、MHQ、BHT、TBC、2，4-P等）来达到目的，普遍采用10%浓度的特丁基邻苯二酚（TBC）溶液，推荐0.01%～0.1%的添加量（TBC对钴水+CHP体系无效）。
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6.9  薄层FRP固化控制
       乙烯基酯树脂常用的薄层FRP控制：胺预促进型、过氧化乙酰丙酮(AAP)取代普通的白水（过氧化甲乙酮MEKP）、采用“后程固化”较快的VER牌号等方法都可有助于提高薄层FRP的固化程度。
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