涂料树脂
470乙烯基酯树脂耐乙醇腐蚀性能研究
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摘要:以99.7%的乙醇为介质,在不同温度下,通过对470乙烯基酯树脂玻璃钢试块的浸泡试验,对其耐乙醇腐蚀性能进行研究.结果表明:50℃以下耐腐蚀,50~70℃尚耐腐蚀.上述结论对玻璃钢产品设计时的选材工作具有重要的指导作用.
关键词:乙烯基酯树脂;耐腐蚀性能;玻璃钢;乙醇;浸泡试验
乙烯基酯树脂是由环氧树脂与含有不饱和双键的一元羧酸,通过开环加成反应而得的热固性树脂.它兼具环氧树脂和不饱和聚酯树脂的优点,即高强度、耐化学腐蚀和良好工艺性能.乙烯基酯树脂作为一种新型耐蚀高分子材料,其公认的高度耐蚀性能、优异的施工工艺性能越来越引起人们的关注,已逐步成为国内外防腐蚀工程广泛选用的耐蚀材料.作为耐蚀材料其主要作用有:制作大型玻璃钢储罐、槽车、管道、反应器、塔器等;用于化工、冶金、电镀等行业中的各种防腐容器的衬里;用于化工厂、电厂等企业的烟道、烟气脱硫等装置.
470乙烯基酯树脂是由甲基丙烯酸和富马酸改性的酚醛多环氧树脂和苯乙烯组成的溶液,其制备过程:1)按配方先投入酚醛多环氧树脂,搅拌升温至85℃,再投入计量好的富马酸,然后滴入已计量好的、加入对苯二酚和苄基二甲胺的甲基丙烯酸,在2h内滴加完;2)继续加热升温至110℃,保温反应2~3h,至酸值8~12mgKOH/g,反应完成,降温至85℃,加入计量好的苯乙烯,继续搅拌降温至50℃以下,即可出料(成品).470乙烯基酯树脂溶液加入适当的改性剂制备的乙烯基酯树脂成为一种新产品,具有较高的耐腐蚀性能、耐温性能和较好的力学性能,且价格适中,在制备玻璃钢储罐、槽车、反应釜、塔器、烟道、烟气脱硫装置等方面越来越受到玻璃钢产品设计制造者的喜爱.因此,研究它的耐腐蚀性能,为玻璃钢产品设计制造者提供有关的耐腐蚀数据并作为选材的参考显得尤为重要.本文选用乙醇作为腐蚀介质,通过浸泡试验,研究了470乙烯基酯树脂的耐腐蚀性能,得到了有关数据,并从理论上对数据进行了解释.这些数据对玻璃钢产品设计制造者的选材工作具有重要的指导作用.
1.实验部分
1.1试剂与仪器
470乙烯基酯树脂(650mPa.s),工业品,上纬精细化工有限公司;乙醇(99.7%),分析纯,衡水瑞丰化学试剂有限公司;固化剂、促进剂、玻璃纤维短切毡、聚酯表面毡,工业品,冀州市中意复合材料有限公司提供.Dss--25液压式万能试验机,承德实验仪器厂;THZ-82型恒温水浴锅,上海实验仪器厂;300型球形冷凝器、500ml三口园底蒸馏烧瓶,北京玻璃仪器厂;382A光电分析天平,武汉光电仪器厂;巴氏硬度计,同济大学实验仪器厂;游标卡尺,同济大学实验仪器厂;试样切割机,承德实验仪器厂.
1.2试样的制备
树脂胶液的配制:取470乙烯基酯树脂200g倒入500ml烧杯中,用移液管取1.6ml促进剂,加入烧杯中,用玻璃棒搅匀,再用移液管取3ml固化剂,加入烧杯中,用玻璃棒搅匀.控制室温下胶凝时间在1.5~2h之间.
试样制备:玻璃钢试样制备:1)纤维材料加工.将30g/m2的表面毡和450g/m2短切毡裁剪成长300mm、宽300mm的小块,表面毡4块,短切毡3块;2)玻璃钢试块的糊制.在洁净的玻璃板上铺上一层干净、光亮的聚酯薄膜,倒入适量的上述树脂胶液,先后铺上两层表面毡(可根据树脂浸透情况,及时补充适量树脂胶液,保证表面毡被浸透),用螺纹杆制成的滚轴滚压表面毡,把树脂平铺均匀,并赶尽气泡.按照相同方法,再在表面毡上面依次糊制3层短切毡和2层表面毡,最上面再铺上一层干净、光亮的聚酯薄膜,用滚压的方法赶尽气泡(保证制成的玻璃钢试样无气泡,厚度在3.0~4.4mm之间);3)玻璃钢试样的固化脱模.糊制好的玻璃钢试样,1d后,就已固化,揭下上、下两块聚酯薄膜,完成固化脱模;4)玻璃钢试样的后固化.脱模后的玻璃钢试样放在干燥、阴凉处,室温放置14d完成后固化,保证玻璃钢试样固化完全;5)玻璃钢试样的切割加工349-350.用切割机将玻璃钢试样切割成长80mm、宽15mm试块,修整切口,并用石蜡封边,完成玻璃钢试样制备.
1.3试样浸泡
按照标准GB/T3857-2005浸泡试样.将乙醇介质250ml倒入装有球形冷凝器和温度计的3口蒸馏烧瓶中,然后把蒸馏烧瓶固定在恒温水浴中,恒温水浴中的水(自来水)没过蒸馏烧瓶的2/3,打开球形冷凝器的冷却水,打开恒温水浴,设定恒温水浴的温度(要高于介质的温度,以保证介质的试验温度).浸泡试验连续进行7d.浸泡结束后,首先将介质的温度降到室温,然后取出试样,用自来水冲洗干净,放在滤纸上,再用滤纸擦干试样上的液体,最后自然晾干试样.并观察记录试样的表面状态,同时记录试验介质的颜色.
1.4数据测量
按照标准GB/T3857-2005测量数据.用分析天平称重3次取平均值;用游标卡尺测量3点中心厚度,取平均值;用液压式万能试验机测试弯曲强度;用巴氏硬度计测3点硬度取平均值;记录数据.
2结果与讨论
不同温度的99.7%乙醇溶液对470乙烯基酯树脂性能的影响见图1至图4.浸泡前后介质和试块的变化见表1.
由图1、图2、图3、图4可知,随着温度上升,470乙烯基酯树脂玻璃钢浸泡后的硬度、弯曲强度、厚度、质量保留率均成下降趋势.在99.7%乙醇溶液中,随着温度的上升,C2H5OH分子的活性增强,亲核的氧原子对酯基的醇解作用增加,同时对树脂的浸透性、溶解性增加,从而增强了对树脂的腐蚀性,使得浸泡后树脂的硬度、弯曲强度、厚度、质量保留率均下降.
3评价方法
3.1耐腐蚀重量改变百分率:增重<3%或失重<0.5%;强度保留率≥80%;介质、试样颜色不变.
3.2尚耐腐蚀重量改变百分率:增重3%~8%或失重0.5%~3%;强度保留率70%~85%;硬度保留率60%~80%;介质颜色稍有变化,试样表面保持光泽.
3.3不耐腐蚀重量改变百分率:增重>8%或失重>3%;强度保留率<70%;硬度保留率<60%;介质、试样颜色有显著变化.
4结论
根据实验数据、试样和浸泡介质的变化,分析得知:99.7%乙醇:50℃以下耐腐蚀,50~70℃尚耐腐蚀.结论表明:470乙烯基酯树脂是一种耐乙醇介质较好的树脂.


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