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FRP成為超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂重要應(yīng)用領(lǐng)域

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-03-29  來(lái)源:中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)在線  瀏覽次數(shù):53
       由雙酚A環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂采用甲基丙烯酸與雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂等,通過(guò)專(zhuān)用催化劑反應(yīng)合成的超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂,應(yīng)用日益廣泛,其中一個(gè)重要領(lǐng)域就是FRP。
       環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂是由環(huán)氧樹(shù)脂與甲基丙烯酸在催化劑存在下通過(guò)開(kāi)環(huán)加成化學(xué)反應(yīng)而制得,它保留了環(huán)氧樹(shù)脂的基本鏈段,又具有不飽和聚酯樹(shù)脂的良好工藝性能,在適宜條件下固化后表現(xiàn)出某些特殊的優(yōu)良性能。但它活性較高、固化反應(yīng)速度較快,固化后有較大的固化收縮率。隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)于高性能樹(shù)脂技術(shù)要求的提高,越來(lái)越希望尋找固化收縮較低的環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂,這是一個(gè)國(guó)內(nèi)外許多廠家努力尋求的技術(shù)突破點(diǎn),超低收縮環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂滿(mǎn)足了這種需要。
       由于超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂具有的足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度、足夠的尺寸穩(wěn)定性、耐熱循環(huán)、耐腐蝕的獨(dú)特性能,因此能更好地滿(mǎn)足了高品質(zhì)FRP產(chǎn)品的要求,該產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)推出后引起FRP界強(qiáng)烈反響,在汽車(chē)、火車(chē)、廚衛(wèi)、造船、模型、鑄造等行業(yè)的FRP產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。
       目前,F(xiàn)RP制品的外在材質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈,對(duì)FRP模具的高性能化和高功能化要求不斷增強(qiáng),同時(shí)對(duì)于型芯和模腔配套的模具逐漸形成了低壓(2-8kg/cm2)的導(dǎo)向,加熱(40-80℃)的形態(tài)也在擴(kuò)展中擴(kuò)展。因此,新時(shí)期高品質(zhì)FRP模具必須具有以下要求:足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度;足夠的尺寸穩(wěn)定性;足夠的耐熱性和耐熱循環(huán)性;優(yōu)良的耐化學(xué)藥品、耐磨耗和平整度,具有光澤。
       這種現(xiàn)象首先對(duì)模具制作所用材質(zhì)提出更高的要求,樹(shù)脂材質(zhì)是構(gòu)成模具的主體材料之一,是模具材料綜合性能提高的重要基礎(chǔ)。高要求模具適用樹(shù)脂應(yīng)具備以下特點(diǎn):低收縮特性,甚至達(dá)到零收縮;良好的工藝性;固化后能提供足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度;良好的耐熱性;優(yōu)良的耐腐蝕性。以前市場(chǎng)上通行的鄰苯和間苯樹(shù)脂均不能很好滿(mǎn)足上述綜合性能,其缺點(diǎn)一是其耐熱性較差,其聚酯玻璃鋼在干態(tài)的耐熱性小于80℃,當(dāng)利用模具在循環(huán)加熱進(jìn)行制品的后固化處理時(shí),由于耐熱不夠造成模具變形、表面玻璃纖維外露,影響制品表面質(zhì)量;二是收縮大,由于樹(shù)脂的固化收縮會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,制品因此會(huì)產(chǎn)生微裂紋、形成表面缺陷,并影響制品的強(qiáng)度和剛度,同時(shí)由于收縮而影響模具的尺寸精度,另外樹(shù)脂的收縮會(huì)在模具表面形成玻璃鋼纖維的痕跡并影響表面品質(zhì);三是耐腐蝕性差,由于模具表面需上脫模液和脫模蠟,這些物質(zhì)基本都是有機(jī)物并含有溶劑一類(lèi)的物質(zhì),并且制品在模具中成型的過(guò)程中樹(shù)脂中產(chǎn)生苯乙烯,這些物質(zhì)對(duì)模具都有腐蝕作用。
      環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂在FRP工業(yè)的推廣應(yīng)用,將FRP制品的品質(zhì)推向一個(gè)新的臺(tái)階。而困擾FRP工程師的乙烯基酯樹(shù)脂固化收縮的技術(shù)問(wèn)題,也因超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的面世有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。超低收縮乙烯基酯樹(shù)脂的成功開(kāi)發(fā)和應(yīng)用給FRP工程師帶來(lái)更好的選擇,能制作出高品質(zhì)的FRP制品和模具。目前,超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂在FRP領(lǐng)域主要開(kāi)拓了以下應(yīng)用領(lǐng)域。
       一是RTM模具。
       RTM成型工藝是FRP成型工藝中一種重要的成型工藝,該工藝對(duì)模具要求較高。如:保證制品尺寸,形狀的精度以及上下模匹配的精度,使制品達(dá)到A級(jí)表面精度;具有足夠高的強(qiáng)度和剛度在50-150Kpa的注射壓力下不損壞,不變形;通電加熱能經(jīng)受10000次85-120℃的熱沖擊的試驗(yàn)而不開(kāi)裂,不變形;具有較長(zhǎng)使用壽命,至少安全生產(chǎn)3000只制品。通常RTM模具有金屬模、FRP模等,由于FRP模具相應(yīng)成本低、開(kāi)發(fā)周期短,而得到廣泛應(yīng)用。但由于FRP模具在尺寸精度、強(qiáng)度、剛度、耐熱性等方面性能的不足,一直困擾RTM FRP模具的開(kāi)發(fā)利用,通常出現(xiàn)尺寸精度不夠,模具強(qiáng)度剛度較差、耐熱不夠,導(dǎo)致使用壽命較短,超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂能有效解決這些問(wèn)題。
       二是人造大理石注形模。
       最近逐漸時(shí)興的人造大理石浴漕模具,由于制品自身有較大的剛度,所以要特別考慮拔模斜度,不允許由于模具變形而發(fā)生倒錐度,造成脫模困難,因此對(duì)模具材料的收縮性和強(qiáng)度和剛度有更高的要求。而超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂的推出更好的滿(mǎn)足了這一要求,且可以采用加溫方式(40~80℃)以縮短制作周期,提高生產(chǎn)效率。
       三是手糊和噴射成型模。
       FRP成型工藝中,手糊和噴射是2種最常見(jiàn)的主要成型方式,該工藝主要依賴(lài)于模具成型,而成型模基本上都是FRP模,超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂制成的模具具有良好的尺寸精度、優(yōu)異的表面質(zhì)量、優(yōu)良的強(qiáng)度和剛度,且使用壽命長(zhǎng)、制品品質(zhì)高、生產(chǎn)成本低。
       四是大面積FRP板材。
      整體FRP板材已得到了大量的應(yīng)用,如大量應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中的理化板、交通工具上的臺(tái)面板材等,以及目前國(guó)外的醫(yī)療器材平臺(tái)和殼體等。這些應(yīng)用領(lǐng)域均要求板材在制作完畢后有較高的尺寸穩(wěn)定性和高強(qiáng)度的力學(xué)性能以便最后安裝,而一些通用樹(shù)脂等由于較大的收縮,導(dǎo)致FRP板材在脫模后,發(fā)生收縮卷曲、變形或中間凹陷現(xiàn)象(表面不平整),從而給安裝帶來(lái)了諸多不便,并最后影響美觀及使用;另外若用作實(shí)驗(yàn)室的理化板制作時(shí),要求樹(shù)脂具有良好的耐酸堿腐蝕性能,常規(guī)的通用不飽和聚酯樹(shù)脂則不符合耐腐蝕使用要求。目前唯有超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂能較好同時(shí)滿(mǎn)足上述要求。
       五是聚合物混凝土。
       聚合物混凝土是全部以聚合物代替水泥作為粘接材料,與骨料等填料固化結(jié)合而成為聚合物混凝土,目前常見(jiàn)的人造大理石和整體樹(shù)脂砂漿地坪就是聚合物混凝土形式。在聚合物混凝土制作中,樹(shù)脂混凝土澆注之后的放熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使混凝土溫度上升,在放熱反應(yīng)開(kāi)始后的一段時(shí)間內(nèi)樹(shù)脂混凝土仍處于從流動(dòng)態(tài)到膠凝態(tài)階段,放熱的結(jié)果不會(huì)導(dǎo)致收縮應(yīng)力的產(chǎn)生;但達(dá)到放熱峰后降溫并產(chǎn)生收縮時(shí),混凝土已經(jīng)硬化,收縮越大所產(chǎn)生的拉應(yīng)力也越大。因此聚合物混凝土制作中要求樹(shù)脂的固化收縮低、放熱峰低,否則由于樹(shù)脂固化產(chǎn)生的大量熱量會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂暴聚,從而導(dǎo)致聚合物混凝土開(kāi)裂等,同時(shí)較大的樹(shù)脂收縮會(huì)導(dǎo)致聚合物混凝土內(nèi)部較大的內(nèi)應(yīng)力存在,在高溫或者溫度交變情況下內(nèi)應(yīng)力一旦釋放就會(huì)導(dǎo)致聚合物混凝土強(qiáng)度的降低,因此,超低收縮環(huán)氧乙烯基樹(shù)脂又成該領(lǐng)域很好的選擇。
      六是整體FRP制作。
      FRP制品的可設(shè)計(jì)性、制作方便的特點(diǎn),使之在一些特殊行業(yè)中得到了大量的應(yīng)用,包括汽車(chē)行業(yè)中的概念車(chē)制作與零部件制作、各類(lèi)模型和模特兒等。在這些FRP產(chǎn)品中,不僅要求樹(shù)脂玻璃鋼具有精確的尺寸外,更要求基材樹(shù)脂具有高強(qiáng)的力學(xué)性能。而超低收縮環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂作為一種高性能特種樹(shù)脂,具有比通用不飽和樹(shù)脂更好的力學(xué)性能,已為該行業(yè)了解,從而在航模、汽車(chē)零部件等制作中得到大量的應(yīng)用。
 
 
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