高效异辛酸钒促进剂的研究

高效异辛酸钒促进剂的研究Ξ
曾小君( 常熟高等专科学校江苏
徐
215500)
刚廖维林
( 江西师范大学)
摘要: 本文对异辛酸钒、异辛酸钴和环烷酸钴三种促进剂进行了试验对比,表明异辛酸钒促进剂各方面性能都优于异辛酸钴和环烷酸钴促进剂。

关键词: 异辛酸钒异辛酸钴环烷酸钴固化促进剂
长期以来,我国不饱和聚酯树脂室温固化成型大都采用环烷酸钴促进剂。

由于环烷酸钴粘度大,在冬天生产促进剂时,工人难以操作,尤其是颜色深、杂质多、钴含量低、质量不稳定。

所以,无论在玻璃钢制品上,还是在树脂浇铸体上使用,已不能满足要求。

据了解,国外在不饱和聚酯树脂室温固化成型中,大都采用异辛酸钴苯乙烯溶液作促进剂。

异辛酸钴粘度小、颜色浅、钴含量高、几乎无杂质、质量稳定。

异辛酸钒是继异辛酸钴之后的新一代高效固化促进剂〔1～4〕,由于异辛酸钒的稳定性差,它一直制约着异辛酸钒产品应用的进一步拓展,为此,我们对异辛酸钒进行了开发应用研究〔5〕。

本文采用多种有机酸作为复合稳定剂,制得质量稳定的异辛酸钒产品。

合肼进行反应,再加入45ml 200 # 溶剂汽油和0 . 043m ol 五氧化二钒、0 . 054m ol 的复合稳定剂,在高纯氮气保护下于70 ℃下进行反应。

待反应完全后,加入一定量的稳定剂和0 . 046m ol 的氢氧化钾溶液,升温将反应体系的水全部蒸出,冷却后进行抽滤,用200 # 溶剂汽油进行稀释并加入一定量的抗氧剂即得产品。

将异辛酸钒苯乙烯溶液用于进行促进剂E0 的性能试验。

结果与讨论
混溶性试验
混溶性试验见表1 。

表1 三种促进剂与苯乙烯的混溶性
2
2 . 1
牌号外观不溶物沉淀现象E0
E1
E2
紫绿色液体
紫蓝色液体
紫红色液体
无
无
有
无
无
有
1 实验1 . 1 主要原料
异辛酸: 工业品, 含量99 . 86 % ; 水合肼: 分析纯,含量不少于50 % ; 200 # 溶剂汽油、偏钒酸铵: 工业品; 氢氧化钾、稳定剂及抗氧剂:分析纯;环烷酸钴、异辛酸钴、103 树脂、110 树脂、189 树脂、195 树脂、固化剂及苯乙烯:工业品。

1 .
2 异辛酸钒的合成
在反应器中加入0 . 278m ol 异辛酸和0 . 227m ol 水
注: E 为异辛酸钴苯乙烯溶液促进剂, E 为环烷酸钴苯乙烯溶液促
1 2
进剂。

由于环烷酸钴质量不稳定, 杂质多, 造成上述情况。

而异辛酸钒和异辛酸钴纯度高,无杂质,与苯乙烯混溶性好,存放三个月后无沉淀现象。

2 . 2 凝胶时间试验
凝胶时间试验见表2 。

表2 三种促进剂的凝胶时间
异辛酸钒以钒含量计
异辛酸钴
以钴含量计
环烷酸钴
以钴含量计
凝胶时间
25 ℃/ min
牌号苯乙烯/ g
E0 E1 E20 . 4572 100 14 . 0
0. 4575 100 15 . 3
0 . 4574 100 16 . 4
Ξ 江西省自然科学基金资助课题。

16
表 4 三种促进剂对浇铸体和玻璃钢透光率的影响
表 2 可见 ,基本相同的钒和钴含量 ,因为异辛酸与 钒的协同效应较异辛酸与钴的协同效应强 ,而环烷酸 与钴无协同效应 ,故凝胶时间 E 0 < E 1 < E 2 。

2 . 3 室温存放凝胶时间变化试验
室温存放凝胶时间变化试验见表 3 。

表 3 三种促进剂室温存放凝胶时间变化
促进剂
透光率/ %
E 0
E 1
E 2 89 . 2 浇
铸 体
树脂
103
85 . 7 83 . 1 E 0
E 1
E 2
83 . 5 玻
璃 钢
树脂
195
原始值
/ min 存放 15d
/ min 存放 30d
/ min 存放 60d
/ min 存放 90d
/ min 82 . 3 牌号
77 . 8
E 0
E 1
E 2
14. 0
15. 3
16. 4
14 . 2
15 . 6
16 . 8
14. 7
16. 1
17. 2
15. 1
16. 2
17. 9
15 . 9
16 . 7
19 . 3
注 :配方为树脂 100g ,固化剂 4g ,促进剂 E 0 、E 1 和 E 2 用量相同 2m l , 含胶量约 50 % 。

增强材料 :0 . 21mm 无碱方格布 ×4 层。

从表 4 可见浇铸体和玻璃钢的透光率是 E 0 > E 1 >
E 2 。

2 . 5 浇铸体性能试验
浇铸体性能试验见表 5 。

经过三个月的贮存 , E 0 和 E 1 凝胶时间相对比 E 2
稳定 。

2 . 4 透光率试验
透光率试验见表 4 。

表 5 三种促进剂对浇铸体性能的影响
树 脂
牌 号
弯曲强度/ MPa
冲击强度/ kg ·m - 2
巴氏硬度
热变形温度/ ℃
E 0
E 1
E 2
110
110
110
113 . 4
108 . 9
102 . 3
13. 1
12. 3
11. 0
43
41
40
51 . 9
50 . 5
99 . 5
注 : ①树脂 500g ,固化剂 20g ,促进剂 E 0 、E 1 和 E 2 用量相同 10ml ;
②试件 :浇铸后 ,室温存放一天 ,80 ℃烘 8h ; ③弯曲强度、冲击强度为 5 根试样平均值 ,巴氏硬度为 10 个点的平均值 ,热变形温度为 2 根试样平均值。

2 . 6 玻璃钢性能试验
玻璃钢性能试验见表 6 。

表 6 三种促进剂对玻璃钢性能的影响
树 脂
牌 号
弯曲强度/ MPa
冲击强度/ kg ·m - 2
巴氏硬度
吸水性/ %
E 0
E 1
E 2
189 278 . 4 232 67 . 4 0 . 126 189
267 . 6 205 61 . 2 0 . 131 189
257 . 6
185
55 . 7
0 . 132
注 :试验是在相同的条件下进行的。

1 Le onard D avld P , Truesdale James H , Scherrer Joesph H. Pre paration of
cr osslinked cyanoacetlc ester polymers f or c oatings. US Patent , 4 804 715 , 1989
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徐刚
,曾小君 ,曾宪勇等. 异辛酸钒合成工艺条件的研究. 江西师范 大学学报( 自然科学版) ,1998 ,22 (2) :142
廖维林 ,曾小君 ,崔国梯等. 异辛酸钒的合成研究与应用. 化学研究 与应用 ,1998 ,10 (4) :428
(下转第 20 页)
结 论
3 上述试验表明 :异辛酸钒促进剂 E 0 无论用在树脂 浇铸体还是在玻璃钢固化中 ,其各种力学性能都高于 促进剂 E 1 和 E 2 ,尤其是促进剂 E 0 无杂质 、色泽浅 、粘 度小 ,能较大地提高树脂浇铸体透光率和玻璃钢透光 率 ,是继异辛酸钴之后的新一代高效促进剂 。

异辛酸 钒促进剂无论与异辛酸钴促进剂相比 ,还是与环烷酸 钴促进剂相比 ,无论是在树脂浇铸体上使用 ,还是在玻 璃钢上使用 ,性能都优于后者 。

参考文献
2 3 4 5 6 17
示 。

(1) 建立在裂纹扩展理论上的有效缺陷模型可以
快速地绘制出新材料的曲线 ,仅需测试 0 . 368 加载系 数条件下的疲劳次数 ,结合一般材料的 b ≈1 . 5 ,即可
得到该材料的 S - N 曲线 ,亦可借助几组数据 ,进行参
数拟合 。

(2) 该模型包括两个参数 b 及 N c , 它们具有相应
的物理意义 。

b 是反映材料抗疲劳性能的参数 ,b 值越 大 ,材料的抗疲劳性能越好 ;N C 则反映外界条件 。

(3) 该模型可较准确地预测中短疲劳寿命 ,而长疲
劳寿命时的预测值与实测值也在同一数量级 。

参考文献
图 2 模型预测 S - N 曲线
另外 ,可以发现这种复合材料的 b 值为 3 . 5408 ,远
大于一般金属材料的 1 . 5 ,也大于碳纤维/ 环氧复合材
料的 3 . 033 及金属基复合材料的 3 . 161〔4〕
,说明该复合 材料具有良好的抗疲劳性能 。

事实上 ,该材料用于制 作复合材料板簧 ,它在最大应力为 550MPa 条件下 ,其
疲劳循环次数超过 50 万次〔1〕。

陶建新. 复合材料板簧的设计研究. 〔硕士学位论文〕. 上海 : 同济大 学 :1987
高镇同. 疲劳性能测试. 长沙 :国防科技大学出版社 ,1980 Reifsnider K . L . Fatigue of c ol11posite materials. Elsevier Sci . Pulisher B. V , A msterdan , 1990 Luoyu Xu. Study on the characteristic strees - life curve of dif ferent mate rials
and f ailure m odes. J . of reinf orced plastics and c omposites , 1998 , 17 ( 16 ) :
1450～1462
1 2
3
4 结 论
5 MOD E LL ING FATIGUE S - N CURVE S O F COMPOSITE MATERIAL S
J i n H ongbin
( T ex tile C ollege of C hina T ex tile University )
Abstract : The effective flaw m odel is devel oped to describe the S - N curves of com posite m aterials. The tw o fitted pa 2 ram eters in the m odel have certain physical m eaning. It can be seen that the m odel can predict the fatigue li fe of com posites well from the ex perim ets. Using the m odel ,only a few tests are requried to describe the sketch of the S - N curve of a new m a 2 terial under the fatigue l oading. K ey w or d s : com posite m aterials fatigue S - N curves
收稿日期 :1999Ο07Ο11
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STU DY O F HIGH E FFICIENT I SOOCTOATE VANAD IUM ACCE L ERANT
Z eng X iaojun
( C hangshu C ollege )
Xu G ang Liao Weilin
(J iangxi N orm al University ) Abstract : In this paper , t he technique of synthesizing isooct oate vanadium is reported. The properties of isooctoate vanadium are com pared with isooctoate cobalt and naphthenate cobalt . The ex perim ental results show that the properties of isooct oate vanadium is optimum in the three kinds of acceleants. K ey w or d s : isooctoate vanadium isooctoate cobalt naphthenate cobalt solidi fy accelerant
收稿日期 :1999Ο08Ο10
20。