[精选]手糊成型工艺及设备-基体材料30817.pptx
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1、第一章 手糊成型工艺及设备2树脂基体的选择原则:(1)能够配制成粘度适宜的胶液,粘度在0.20.5Pas:易浸渍纤维,容易脱气泡,垂直面涂刷时不易流胶(2)能在室温或较低温度下凝胶、固化并要求固化时无低分子物产生;固化迅速且固化收缩小;(3)层间粘接性能好等。(4)无毒或低毒(5)价格便宜,来源广泛。第三节 树脂的选择3常用的树脂主要是不饱和聚酯树脂和环氧树脂两大类。不饱和聚酯树脂粘度小,浸渍性好,低分子物及气体易排除,凝胶时间可以调节并能在低温常压下固化,但固化收缩率较大,制品强度较低。第三节 树脂的选择4常用的树脂l环氧树脂综合力学性能最好,粘结能力最强,与玻纤复合界面剪切强度最高,尺寸稳
2、定性好,耐蚀性好;粘度大,施工困难,成型需要加热。第三节 树脂的选择5常用的树脂l双马来酰亚胺(BMI湿热性能和断裂韧性很好,一般用在航空材料构件上)第三节 树脂的选择热变形温度 300,交联度高 但脆性大6常用的树脂l 聚酰亚胺树脂(PAI优良的耐高温、耐辐射和良好的电性能)对不同用途的制品,应选用不同的树脂品种,所用树脂一定要在有效期内使用。第三节 树脂的选择7BMI和PAI两种树脂成型压力和温度都较高且用的很少。从价格来看聚酯树脂最便宜,环氧树脂最贵。从用量来看,聚酯用量最大,占了80以上。接下来是环氧树脂。第三节 树脂的选择8第三节 树脂的选择9不饱和聚酯树脂的主要原料不饱和聚酯树脂的
3、主要原料主要原料 化学成分不饱和二元酸 顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸饱和二元酸 邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、已二酸、四溴邻苯二甲酸二元醇 丙二醇、乙二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇交联单体 苯乙烯引发剂过氧化环已酮(CHP)、过氧化甲乙酮(MEKP)不饱和聚酯树脂10不饱和聚酯树脂的辅助原料名称 化学成分促进剂 辛酸钴和环烷酸钴阻聚剂 苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌稳定剂(凝胶)2,4-戊二酮触变剂 二氧化硅气凝胶不饱和聚酯树脂11二元酸 不饱和酸:提供不饱和键(烯烃双键),具备继续进行化学反应的条件,成为玻璃钢成型的条件 顺丁烯二酸酐 反丁烯二酸不饱和聚酯树脂熔点低,反应时缩水量少,价廉 使
4、不饱和聚酯固化速度快、固化程度高、分子链规整,制品具有较高的热变形温度,良好的力学及耐腐蚀性能12 饱和酸:用饱和酸代替部分不饱和酸可调节聚酯的不饱和性,使之具有综合的机械性能。提高树脂的韧性,改善聚合产物与苯乙烯的相容性 邻苯二甲酸酐(苯酐):用于典型刚性树脂中,并使树脂固化后具有一定的韧性 间苯二甲酸:可使聚酯机械强度和耐水性提高,溶解性下降 对苯二甲酸:聚酯树脂具有较高的热变形温度和较低的固化收缩率,较高的化学稳定性,常用于耐腐蚀树脂 已二酸:提供聚酯树脂的柔性,广泛用于制造柔性树脂 四溴邻苯二甲酸 酐:阻燃效果好不饱和聚酯树脂13二元醇丙二醇:采用丙二醇制备的树脂结晶性较低乙二醇:制备
5、的树脂有强烈的结晶性,与苯乙烯相容性差一缩二乙二醇:制备的聚酯柔性好,结晶性低,对水敏感,电性能下降新戊二醇:具有两个庞大的甲基基团对酯键起盾形保护,使树脂具有优良的水解稳定性及耐腐蚀性,适于制造胶衣树脂和耐腐蚀树脂双酚A衍生物:显著提高聚酯的耐化学性和热变形温度,可用于生产固体树脂不饱和聚酯树脂14交联剂 常用交联剂:苯 乙 烯、甲 基 丙 烯 酸 甲 酯、乙 烯 基 甲 苯、邻苯 二 甲 酸 二 丙 烯 酯、邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯。最 常 用的是苯乙烯。不饱和聚酯树脂 苯乙烯的优点:粘度低;与树脂有良好的共混性,能很好的溶解引发剂、促进剂;苯乙烯双键活泼,易于进行共聚反应;价格便宜
6、,材料来源广。缺点:沸点较低(145),易挥发,有一定毒性,对人体有害。15作用:引发剂分解产生高度活性的游离基,游离基攻击交联单体和聚酯分子链中的不饱和双键,使之活化,从而交联反应室温固化用引发剂:过氧化甲乙酮过氧化环已酮过氧化苯甲酰引发剂引发剂不饱和聚酯树脂O O C6H5-C-OO-C-C6H516促进剂促进剂 作用:促进剂可以使引发剂活化,在较低温度下分解产生游离基;促进剂还可使引发剂的分解速度加快,从而使树脂的凝胶、固化时间缩短,使放热峰温度升高 例如:通用树脂在三种过氧化甲乙酮用量下(0.5%,1%,1.5%),采用钴促进剂不同用量时(0.025-1%),制品硬度相当,凝胶时间缩短
7、,促进剂用量超过1,凝胶时间变化不大,硬度降低,一般为加快固化速度,主要采用增加引发剂用量,不可任意增加促进剂的用量不饱和聚酯树脂17阻聚剂l作用:在一定时期内阻止树脂聚合,过时以后树脂就可以和未加阻聚剂时一样的速度聚合。l阻聚剂用量:为100300l/L之间l种类:对苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯醌不饱和聚酯树脂 需要说明的是空气中的O2和水分有明显的“阻聚”作用 自由基与苯乙烯的反应速度比自由基与O2的反应速度慢104倍,一般聚酯树脂制品固化时,表面应覆盖聚酯薄膜。若不用薄膜覆盖,也应使成型表面形成与空气隔离的物质如蜡类,否则自由基与周围空气中的O2、H2O反应,耗去大部分自由基,造成表面固
8、化不完全而发粘。18 作用:在压力施加于树脂上时,树脂粘度低,具有普通操作性能,彻底渗透、润湿增强材料,而在无压力时又具有高粘度,不会从垂直或斜面上流淌下来 加入量2左右 颗粒很细,约为0.015m触变剂不饱和聚酯树脂19不饱和聚酯树脂的常用配方 1热固化配方(不用促进剂)不饱和聚酯树脂(含苯乙烯)100份 60过氧化二苯甲酰糊 24份 固化制度:室温60,1小时80,4小时100,4小时120,4小时自然冷却不饱和聚酯树脂20 2 冷固化配方 配方a:不饱和聚酯树脂(含苯乙烯)100份 50过氧化环己酮糊 4份 10%萘酸钴苯乙烯溶液 14份 配方b:不饱和聚酯树脂(含苯乙烯)100份 50
9、过氧化二苯甲酰糊 4份 10二甲基苯胺苯乙烯溶液 14份 固化制度:室温(不低于15)固化 824h 脱模,然后固化时间7天,也可以采用加热后固化。不饱和聚酯树脂21机械强度:l 聚酯分子量增大,固化后树脂强度、硬度、弯曲强度增大l 不饱和键增多,树脂交联点增多,固化后刚度增大,耐磨耗性提高l 缩聚反应中线型生长的程度决定树脂的拉伸强度,如反应产物中含有大量的不饱和双键时,有可能发生双键间的交联,分子链得不到线型生长,强度受到影响制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求22机械强度:l 聚酯极性增大时,树脂固化后弯曲强度增大,分子链中羟基、羧基、酯基都是树脂分子极性增大的基团l 聚酯分子链中结
10、构排列的有序性使拉伸强度提高,可使二元酸和二元醇选用种类尽量减少制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求23柔软性:l 聚酯分子中饱和部分链长,不饱和键少,交联点少,支链少,柔性高,提高饱和酸和不饱和酸的用量比,阻止产生支链可提高柔软性l 饱和二元酸采用脂肪族酸比芳香族酸对提高柔性有利l 增长饱和二元醇也可以达到提高柔性效果l 极性基团多不利于柔性提高制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求24结晶性:l 由聚亚甲基(CH2)二元醇和聚亚甲基二元醇反应生成的树脂结晶性强。l 对称性醇如乙二醇和新戊二醇等,容易使结晶增大l 不饱和双键、芳香基团、杂原子等使树脂结晶性下降(采用苯二甲酸酐使结晶性下
11、降)。l 聚酯配方中采用酸或醇种类增多时,结晶性下降。制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求25热稳定性:增加交联点、结晶性提高、芳香族基团增多有利于提高热稳定性 减少树脂中热不稳定结构单元,如二元醇中的氧桥、较长的聚亚甲基酸链、未反应的羧基 采用邻苯二甲酸二烯丙酯、顺丁烯二酸二烯丙烯基酯类交联单体,取代苯乙烯,可提高耐燃性 热压成型采用间苯二甲酸为饱和酸可提高耐热性制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求26阻燃性:加入卤族化合物,如四氯邻苯二甲酸酐、六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐为饱和酸,四溴邻苯二甲酸酐、二溴新戊二醇等溴化物制品性能对不饱和聚酯树脂组分与结构的要求27(1)阻燃树脂 许多玻璃
12、钢制品,特别是建筑制品,要求防火性能,所以对此类产品需使用阻燃树脂。手糊工艺用的阻燃树脂一般分为反应型和添加型两种。反应型即在树脂合成时加入了阻燃成分,使之与树脂发生了交联,其阻燃效果较好,但价格较贵。而添加型阻燃树脂是将阻燃刑添加在树脂中应用。主要的聚酯树脂品种28l阻燃剂有液体的、固体的(如:氢氧化铝等)。后者的价格便宜,但工艺性能较差。l阻燃树脂的阻燃效果是通过氧指数来判定,一般氧指数在28以上为合格,30以上为较好。主要的聚酯树脂品种29主要的聚酯树脂品种.耐热树脂 通用树脂的玻璃钢制品,一般常温下使用T60,而对于耐热树脂一般需加热固化才能更好发挥它的耐热性能。另外,在树脂中加入耐热
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