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原子灰用不饱和聚酯树脂的性能改进概述.doc

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原子灰用不饱和聚酯树脂的性能改进概述 l4 化学推进剂与高分子材料 ChemicalPropellantsamp;PolymericMaterials2005年第3卷第6期 原子灰用不饱和聚酯树脂的性能改进概述 张炳烛,吴命君 (河北科技大学化学与制药_丁程学院,河北石家庄) 摘要:阐述原子灰的组成,树脂结构及固化机理,从不饱和聚酯树脂的角度,对如何改进原子灰各 项性能进行了概述. 关键词:原子灰;不饱和聚酯树脂;改性 中图分类号:TQ323.42文献标识码:A文章编号:1672—2191(2005)06-0014-04 原子灰,即通常所说的不饱和聚酯腻子,是 一 种由树脂,体质颜料或填料,助剂等组成的膏状 物质….广泛应用于汽车与机车的制造,修理业, 机械制造业(如机床,机械设备),钢制,木制家 具业,各种金属,非金属材料的嵌缝,砂眼的填 补及建筑装修行业等方面. 最早的腻子是由天然干性油和颜填料调合而成 的油性腻子,如桐油腻子等.缺点是不能厚涂,干 燥慢;后来是溶剂型腻子,如醇酸树脂腻子,过 氯乙烯腻子,环氧树脂腻子,酚醛树脂腻子等,缺 点是腻子中含有大量的挥发性溶剂,施工时全部挥 发,造成严重的环境污染,而且溶剂挥发后腻子涂 层易塌陷,腻子表干快而实干慢;水性腻子的开 发成功,解决了溶剂型腻子的不能厚涂,干燥慢的 缺点,而且成本低,施I:方便,不污染环境,已 广泛应用于汽车烤漆工艺[2],不足之处是常温自干 时耐水性欠佳;为了克服以上种种缺陷,人们转 向研究不饱和聚酯腻子即原子灰,并取得了良好效 果.原子灰因具有技术含量高,比传统单组分腻子 快速固化,易打磨,排放有机溶剂少,黏附力强, 不开裂等独特优势,成为目前国内外研究十分活 跃,发展极快,较为理想的填补材料. 原子灰由主剂和同化剂2部分组成,主剂由不 饱和聚酯树脂,颜填料,促进剂(如环烷酸钴,二 甲基苯胺)及触变剂(如气相二氧化硅,有机膨润土) 等组成,同化剂由有机过氧化物(如过氧化环己 酮,过氧化甲乙酮等),增塑剂,颜料或填料组 成.性能优良的原子灰应具有良好的气干.陛,优异 的打磨性,牢固的附着力及柔韧性,耐冲击性,刮 涂性,耐热性,储存稳定性等多项性能,而以上 这些性能主要取决于其采用的不饱和聚酯树脂.因 此,对不饱和聚酯树脂的性能进行改进成为国内外 比较活跃的一个研究领域. 1树脂结构及固化机理 不饱和聚酯树脂一般是指不饱和聚酯在液体乙 烯类单体中的溶液;不饱和聚酯一般是指不饱和二 元酸混以部分饱和二元酸组成的混合酸与二元醇经 缩聚反应制成的线型聚合物.典型的不饱和聚酯具 有下述结构: 0000 『JIIIIIl H(-OG—O—c—P—OffOG—O—c—CH=CH—cpH 式中:G和P分别代表二元醇及饱和二元酸中的 2价烷基或芳香烃基,x和y表示聚合度. 不饱和聚酯树脂固化机理是线型聚酯分子与乙 烯基单体(如苯乙烯,醋酸乙烯,甲基丙烯酸甲酯 等)的自由基共聚反应,以顺酐型聚酯与苯乙烯交 联聚合为例:先由引发剂(俗称固化剂)在促进剂作 用下通过氧化还原反应产生初级自由基,再引发单 体产生苯乙烯自由基[: I——+2R? R叶Hzcc一R-CH2-c.-0(RI.) 此自由基与顺丁烯二酸酯的双键作用,产生自 由基,再与苯乙烯反应: OO RI.+H(-O—R’-O一一cH:CH一0H—— 00 IIIl H(O—R’-O—c—H—H—c0H(R1.) R1 但在空气中氧的存在下,这些自由基能与氧 反应: RI.+02一R1O0. R,?+0,一R,00? 收稿日期:2005.08.02 作者简介:张炳烛(1964一),男,河北南宫人,教授,硕士生导师,主要从事功能高分子材料方面研究. 张炳烛等?原子灰用不饱和聚酯树脂的性能改进概述 这2个反应的速度很快,比自由基与单体的反 应速度快一百万倍,产生的新自由基半衰期长,惰 性大,不能引发共聚合反应.在聚酯.苯乙烯的表 面,停留在这一阶段,减少了交联作用,抑制了 聚合物相对分子质量的增长,这就是由于氧的阻聚 作用造成聚酯原子灰气干性差的原因. 要制成性能优良的原子灰用树脂,它的气干性 是所有性能中最基本的问题. 2改性研究 2.1气干性研究 2.1.1物理方法 2.1.1.1物理遮盖 应用较普遍的是用涤纶薄膜,玻璃或其他适当 的纸张覆盖在涂膜表面,从而隔绝空气,缺点是操 作不便,施工麻烦. 2.1.1.2加蜡隔绝空气 在树脂中加入少量高熔点的石蜡.在固化过程 中,蜡浮在涂膜的表面,形成一层薄膜的蜡膜与空 气隔绝,从而获得干燥的表面,同时,还减少了 苯乙烯的挥发,缺点是由于蜡的加入表面不光亮, 给打磨施工带来麻烦. 2.1.2化学方法 2.1.2.1在聚酯分子中引入气干性基团 在线型聚酯的分子链上导入一个”气干性”
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