环氧乙烯基酯树脂种类及性能
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双酚 A 通用型 VER 是由甲基丙烯酸与双酚 A 二缩水甘油醚型环氧树脂通过开环加成反应合成的 溶于苯乙烯溶剂的溶液 。其典型化学结构式见图 1 。
通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂的特点 : (1) 分子链末端的不饱和双键极其活泼 ,使环氧 乙烯基酯树脂具有高反应活性 ,使得树脂能迅速固 化 ,建立强度 ; (2) 双酚 A 环氧主结构让树脂具有更强的物理 性能和优异的耐热性 ; (3) 树脂交联反应时仅在分子链两端发生交联 , 分子链 (尤其醚基) 在应力作用下可以伸长 ,以吸收 外力或热冲击 ,从而表现出好的柔韧度 、耐冲击性和
由于各树脂厂商生产工艺及合成方法的不同 , 环氧乙烯基酯树脂的结构和性能也有所不同 。表 1 列出了几种环氧乙烯基酯树脂的厂牌及型号 。
表 1 几种环氧乙烯基酯树脂品牌一览表
公司名称
陶氏化学 (DOW)
亚什兰化学 (ASHLAND)
AOC
原产地 美国 美国 美国
品牌名称 Derakane
Hetron Vipel
环氧乙烯基酯树脂相同的耐化学性 ,同时又赋予树 脂自熄性 。
表 3 中列出了几种品牌溴化阻燃型环氧乙烯基 酯树脂的典型性能 。
表 3 阻燃型环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( GPa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 510A - 40 Hetron FR992 Vipel K022 Dion FR9300 Atlac 750 Ripoxy S - 550 Swancor 905 Fuchem 892 TM - V501
3. 3
120
3. 5
135
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 ; (2) 测试方法说明 :Fuchem 890 、TM - V301 是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 ,其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸强度 、拉伸 模量 、延伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度 、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度 ( HDT) 的测定标准为 ASTM D648 。
3. 6 -
3. 3～3. 6
6. 1 6. 0～8. 0 5. 0～6. 0
150 120～150 115～138
3. 4 2. 7～3. 1 3. 1～3. 4
105 100～110 100～102
Fuchem 854
82
3. 28
4. 8
115
3. 7
105
TM - V201
75
3. 5
3. 2
耐疲劳特性 ,环氧醚键提供优良耐酸性 ,环氧主结构 产生坚韧性 ,并可控制分子量 ,提供黏度 ;
(4) 羟基极大地改善了树脂对增强材料 (如玻璃 纤维) 的湿润性及 FRP 制品的层间粘结性 ,提高了 FRP 制品的层间粘接强度和制品的整体力学强度 ;
(5) 采用甲基丙烯酸合成 ,酯键边的甲基形成立 体障碍可起保护作用 ,提高耐水解性和耐化学腐蚀 性;
85
3. 6
3～4
130
3. 8
150
Hetron 980 - 35
88
3. 3
4. 5
152
3. 5
132
Vipel F085
77
3. 7
3. 3
148
3. 7
149
Dion 9400
72
3. 7
3
125
3. 6
135
Atlac 590 Ripoxy H - 630 Swancor 907
90 69～79 76～90
树脂固化后表现出优异的耐化学腐蚀及高强度
等典型性能 ,因此自上世纪中期 (中国大陆地区开始 于七十年代中) 首先由壳牌 (Shell) 化学推出品牌名 为 Epocrgl (据了解已停产) 的环氧乙烯基酯树脂以 来 ,获得了迅猛发展和广泛的应用 。
目前 ,国内外的环氧乙烯基酯树脂品牌和种类很 多 ,较有影响力的如陶氏(Dow) 化学的 Derakane 、亚什兰 (Ashland) 化学的 Hetron、帝斯曼 (DSM) 的 Atlac 、AOC 的 Vipel、Interplastics 的 CoREZYN、Reichhold 的 Dion、昭和 (Showa) 的 Ripoxy、上纬 (Swancor) 的 Swancor 等 ;国内不 少企业也研发生产环氧乙烯基酯树脂 ,如上海富晨化 工、天马集团(常州 253) 、南京费隆等。
(6) 含酯键少 (与邻苯 、间苯 、双酚 A 等树脂比 较) ,故制品耐碱性能好 。 2. 1. 2 双酚 A 通用型 VER 的典型性能
表 2 中列出了几种品牌通用型双酚 A 环氧乙烯 基酯树脂的典型性能 。表 2 中国外和中国台湾地区 厂商的产品数据是按照 ASTM 标准测定的 ,与中国 国家标准 ( GB) 的测试方法不尽相同 ,中国大陆厂商 的产品是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 。
现产地 美国 美国 美国
产 品 型 号 双酚 A 通用型 溴化双酚 A 型
411 - 350
510A - 350
922 F010 - CNX
992 K022
Interplastics
美国
CoREZYN
美国
VE8300
VE8440
Reichhold 金陵 DSM
(JDR) 昭和高分子
( SHOWA) 上纬企业
3. 5 -
3. 4～3. 7
4. 0 2. 5 - 3. 0 2. 5～3. 0
155 130～140 124～145
3. 6 3. 4～4. 0 3. 7～4. 1
140 140～150 146～150
Fuchem 890
72
3. 45
2. 73
122
3. 99
130
TM - V301
82
3. 5
图 2 阻燃型环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
6 2
纤 维 复 合 材 料
2005 年
2. 2 溴化双酚 A 环氧乙烯基酯树脂 溴化双酚 A 环氧乙烯基酯树脂 (阻燃型环氧乙
烯基酯树脂) 一般采用溴化双酚 A 环氧树脂开环合 成 ,其典型化学结构式见图 2 。由于树脂中含溴 ,因 此阻燃型环氧乙烯基酯树脂既具有与通用型双酚 A
图 1 通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
表 2 通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( GPa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 411 - 350
83
3. 2
5. 0～6. 0
150
酚醛环氧型 470 - 300
980 F085 VE8730 9400 590
H - 630
907 890 V301
1期
钟方国 :环氧乙烯基酯树脂品牌及性能
6 1
2 环氧乙烯基酯树脂 (VER) 分类
2. 1 双酚 A 通用型 VER 2. 1. 1 双酚 A 通用型 VER 化学结构式及特点
2. 3 酚醛环氧型乙烯基酯树脂 将酚醛环氧树脂引入乙烯酯树脂的骨架中 ,合
成的环氧乙烯基酯树脂一般称 NOVOLAC 型环氧乙 烯基酯树脂 ,树脂具有较高的热稳定性 。其典型化 学结构式见图 3 。固化后的酚醛环氧乙烯基酯树 脂 ,交联密度高 ,耐热性好 (其热变形温度可达 150 ℃甚至更高) ,可以延长使用寿命并且具有优良 的耐腐蚀性 (耐酸 、耐碱) ,特别对含氯溶液或有机溶 剂耐腐蚀性好 。
表 4 列出了几种品牌酚醛环氧乙烯基酯树脂的 典型性能 。
图 3 酚醛环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
表 4 酚醛环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( Gpa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 470 - 300
3. 6 3. 6 3. 8 3. 6 3. 7 3. 3 3. 5～3. 9 3. 3 3. 5
113 108 119 110 110 108 108～112 105 105
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 。 (2) 测试方法说明 :Fuchem 854、TM - V201 是按照中国国家标准( GB) 测定的 ;其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸模量、拉伸强度、延 伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度(HDT) 的测定标准为 ASTM D648。
3. 4
105
Hetron 922
86
3. 2
6. 5
141
3. 45
105
Vipel F010ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ- CNX
88
3. 2
6. 2
153
3. 5
120
Dion 9100
80
3. 17
5. 2
158. 5
3. 45
104. 5
Atlac 430 Ripoxy R - 802 Swancor 901
95 69～89 76～97
( SWANCOR) 上海富晨
美国 荷兰 日本 台湾 上海
Dion Atlac Ripoxy Swancor Fuchem
美国 南京 上海 上海 上海
9100 430 R - 802 901 854
9300 750 S - 550 905 892
天马集团
常州
TM
常州
V201
V501
注 : (1) 、表中仅列出三类典型环氧乙烯基酯树脂的牌号 ; (2) 、表中牌号为笔者根据相关资料所列 ,不作评判标准 。
85 90 80 75 90 74 76～90 50 80
3. 4 3. 45 3. 4 3. 51 3. 6 3. 2 3. 4～3. 7 3. 12 3. 5
4- 5 6. 5 2. 9 4. 0 4. 0 3. 0 4. 5～5. 5 2. 0 3. 2
150 145 147 151 155 105 124～138 100 135
Varieties and Properties of Epoxy Vinyl Ester Resin
Zhong Fangguo
(Material Engineering Stock Company Ltd. Of Tianli Amante , Chongqing ,400010) AB STRACT Several kinds of epoxy vinyl ester resins used widely in domestic and overseas market are introduced in this article and their properties and application are also briefly introduced. KEYWORDS epoxy vingl ester resin ,kind ,propertie
第1期 2005 年 3 月
纤维复合材料 FIBER COMPOSITES
No11 6 0 Mar1 ,2005
环氧乙烯基酯树脂种类及性能
钟方国
(重庆天立阿曼特材料工程股份有限公司 ,400010) 摘 要 本文收集整理了国内外几种品牌的环氧乙烯基酯树脂 ,简要介绍其性能和应用 关键词 环氧乙烯基树脂 ,种类 ,性能
98
3. 3
105
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 ; (2) 测试方法说明 :Fuchem 854 、TM - V201 是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 ;其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸模量 、拉伸 强度 、延伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度 、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度 ( HDT) 的测定标准为 ASTM D648 。
1 概 述
环氧乙烯基酯树脂 ( Epoxy Vinyl Ester Resin) 是 由环氧树脂与含有不饱和双键的一元羧酸 (国外基 本是以甲基丙烯酸为准 ,本文也以此为准) 通过开环 经加成聚合反应而得的热固性树脂 (简称乙烯基酯 树脂 ,也有简称为乙烯基树脂 、乙烯酯树脂的 ,英文 缩写为 VER) 。它兼具了环氧树脂 ( Epoxy Resin) 和 不饱和聚酯树脂 (Unsaturate Polyester Rein) 的优点 , 即高强度 、耐化学腐蚀和良好工艺性能 ,却无环氧树 脂的显著缺点 ———高粘度 、不易加工及高成本 。该 类树脂可采用与一般不饱和聚酯树脂相同的室温固 化系统 ,因而极大的方便了用户 。
通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂的特点 : (1) 分子链末端的不饱和双键极其活泼 ,使环氧 乙烯基酯树脂具有高反应活性 ,使得树脂能迅速固 化 ,建立强度 ; (2) 双酚 A 环氧主结构让树脂具有更强的物理 性能和优异的耐热性 ; (3) 树脂交联反应时仅在分子链两端发生交联 , 分子链 (尤其醚基) 在应力作用下可以伸长 ,以吸收 外力或热冲击 ,从而表现出好的柔韧度 、耐冲击性和
由于各树脂厂商生产工艺及合成方法的不同 , 环氧乙烯基酯树脂的结构和性能也有所不同 。表 1 列出了几种环氧乙烯基酯树脂的厂牌及型号 。
表 1 几种环氧乙烯基酯树脂品牌一览表
公司名称
陶氏化学 (DOW)
亚什兰化学 (ASHLAND)
AOC
原产地 美国 美国 美国
品牌名称 Derakane
Hetron Vipel
环氧乙烯基酯树脂相同的耐化学性 ,同时又赋予树 脂自熄性 。
表 3 中列出了几种品牌溴化阻燃型环氧乙烯基 酯树脂的典型性能 。
表 3 阻燃型环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( GPa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 510A - 40 Hetron FR992 Vipel K022 Dion FR9300 Atlac 750 Ripoxy S - 550 Swancor 905 Fuchem 892 TM - V501
3. 3
120
3. 5
135
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 ; (2) 测试方法说明 :Fuchem 890 、TM - V301 是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 ,其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸强度 、拉伸 模量 、延伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度 、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度 ( HDT) 的测定标准为 ASTM D648 。
3. 6 -
3. 3～3. 6
6. 1 6. 0～8. 0 5. 0～6. 0
150 120～150 115～138
3. 4 2. 7～3. 1 3. 1～3. 4
105 100～110 100～102
Fuchem 854
82
3. 28
4. 8
115
3. 7
105
TM - V201
75
3. 5
3. 2
耐疲劳特性 ,环氧醚键提供优良耐酸性 ,环氧主结构 产生坚韧性 ,并可控制分子量 ,提供黏度 ;
(4) 羟基极大地改善了树脂对增强材料 (如玻璃 纤维) 的湿润性及 FRP 制品的层间粘结性 ,提高了 FRP 制品的层间粘接强度和制品的整体力学强度 ;
(5) 采用甲基丙烯酸合成 ,酯键边的甲基形成立 体障碍可起保护作用 ,提高耐水解性和耐化学腐蚀 性;
85
3. 6
3～4
130
3. 8
150
Hetron 980 - 35
88
3. 3
4. 5
152
3. 5
132
Vipel F085
77
3. 7
3. 3
148
3. 7
149
Dion 9400
72
3. 7
3
125
3. 6
135
Atlac 590 Ripoxy H - 630 Swancor 907
90 69～79 76～90
树脂固化后表现出优异的耐化学腐蚀及高强度
等典型性能 ,因此自上世纪中期 (中国大陆地区开始 于七十年代中) 首先由壳牌 (Shell) 化学推出品牌名 为 Epocrgl (据了解已停产) 的环氧乙烯基酯树脂以 来 ,获得了迅猛发展和广泛的应用 。
目前 ,国内外的环氧乙烯基酯树脂品牌和种类很 多 ,较有影响力的如陶氏(Dow) 化学的 Derakane 、亚什兰 (Ashland) 化学的 Hetron、帝斯曼 (DSM) 的 Atlac 、AOC 的 Vipel、Interplastics 的 CoREZYN、Reichhold 的 Dion、昭和 (Showa) 的 Ripoxy、上纬 (Swancor) 的 Swancor 等 ;国内不 少企业也研发生产环氧乙烯基酯树脂 ,如上海富晨化 工、天马集团(常州 253) 、南京费隆等。
(6) 含酯键少 (与邻苯 、间苯 、双酚 A 等树脂比 较) ,故制品耐碱性能好 。 2. 1. 2 双酚 A 通用型 VER 的典型性能
表 2 中列出了几种品牌通用型双酚 A 环氧乙烯 基酯树脂的典型性能 。表 2 中国外和中国台湾地区 厂商的产品数据是按照 ASTM 标准测定的 ,与中国 国家标准 ( GB) 的测试方法不尽相同 ,中国大陆厂商 的产品是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 。
现产地 美国 美国 美国
产 品 型 号 双酚 A 通用型 溴化双酚 A 型
411 - 350
510A - 350
922 F010 - CNX
992 K022
Interplastics
美国
CoREZYN
美国
VE8300
VE8440
Reichhold 金陵 DSM
(JDR) 昭和高分子
( SHOWA) 上纬企业
3. 5 -
3. 4～3. 7
4. 0 2. 5 - 3. 0 2. 5～3. 0
155 130～140 124～145
3. 6 3. 4～4. 0 3. 7～4. 1
140 140～150 146～150
Fuchem 890
72
3. 45
2. 73
122
3. 99
130
TM - V301
82
3. 5
图 2 阻燃型环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
6 2
纤 维 复 合 材 料
2005 年
2. 2 溴化双酚 A 环氧乙烯基酯树脂 溴化双酚 A 环氧乙烯基酯树脂 (阻燃型环氧乙
烯基酯树脂) 一般采用溴化双酚 A 环氧树脂开环合 成 ,其典型化学结构式见图 2 。由于树脂中含溴 ,因 此阻燃型环氧乙烯基酯树脂既具有与通用型双酚 A
图 1 通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
表 2 通用型双酚 A 环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( GPa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 411 - 350
83
3. 2
5. 0～6. 0
150
酚醛环氧型 470 - 300
980 F085 VE8730 9400 590
H - 630
907 890 V301
1期
钟方国 :环氧乙烯基酯树脂品牌及性能
6 1
2 环氧乙烯基酯树脂 (VER) 分类
2. 1 双酚 A 通用型 VER 2. 1. 1 双酚 A 通用型 VER 化学结构式及特点
2. 3 酚醛环氧型乙烯基酯树脂 将酚醛环氧树脂引入乙烯酯树脂的骨架中 ,合
成的环氧乙烯基酯树脂一般称 NOVOLAC 型环氧乙 烯基酯树脂 ,树脂具有较高的热稳定性 。其典型化 学结构式见图 3 。固化后的酚醛环氧乙烯基酯树 脂 ,交联密度高 ,耐热性好 (其热变形温度可达 150 ℃甚至更高) ,可以延长使用寿命并且具有优良 的耐腐蚀性 (耐酸 、耐碱) ,特别对含氯溶液或有机溶 剂耐腐蚀性好 。
表 4 列出了几种品牌酚醛环氧乙烯基酯树脂的 典型性能 。
图 3 酚醛环氧乙烯基酯树脂典型化学结构
表 4 酚醛环氧乙烯基酯树脂浇铸体典型性能 (室温)
品牌型号
拉伸强度
拉伸模量
延伸率
弯曲强度
弯曲模量
HDT
(MPa)
( Gpa)
( %)
(MPa)
( GPa)
( ℃)
Derakane 470 - 300
3. 6 3. 6 3. 8 3. 6 3. 7 3. 3 3. 5～3. 9 3. 3 3. 5
113 108 119 110 110 108 108～112 105 105
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 。 (2) 测试方法说明 :Fuchem 854、TM - V201 是按照中国国家标准( GB) 测定的 ;其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸模量、拉伸强度、延 伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度(HDT) 的测定标准为 ASTM D648。
3. 4
105
Hetron 922
86
3. 2
6. 5
141
3. 45
105
Vipel F010ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ- CNX
88
3. 2
6. 2
153
3. 5
120
Dion 9100
80
3. 17
5. 2
158. 5
3. 45
104. 5
Atlac 430 Ripoxy R - 802 Swancor 901
95 69～89 76～97
( SWANCOR) 上海富晨
美国 荷兰 日本 台湾 上海
Dion Atlac Ripoxy Swancor Fuchem
美国 南京 上海 上海 上海
9100 430 R - 802 901 854
9300 750 S - 550 905 892
天马集团
常州
TM
常州
V201
V501
注 : (1) 、表中仅列出三类典型环氧乙烯基酯树脂的牌号 ; (2) 、表中牌号为笔者根据相关资料所列 ,不作评判标准 。
85 90 80 75 90 74 76～90 50 80
3. 4 3. 45 3. 4 3. 51 3. 6 3. 2 3. 4～3. 7 3. 12 3. 5
4- 5 6. 5 2. 9 4. 0 4. 0 3. 0 4. 5～5. 5 2. 0 3. 2
150 145 147 151 155 105 124～138 100 135
Varieties and Properties of Epoxy Vinyl Ester Resin
Zhong Fangguo
(Material Engineering Stock Company Ltd. Of Tianli Amante , Chongqing ,400010) AB STRACT Several kinds of epoxy vinyl ester resins used widely in domestic and overseas market are introduced in this article and their properties and application are also briefly introduced. KEYWORDS epoxy vingl ester resin ,kind ,propertie
第1期 2005 年 3 月
纤维复合材料 FIBER COMPOSITES
No11 6 0 Mar1 ,2005
环氧乙烯基酯树脂种类及性能
钟方国
(重庆天立阿曼特材料工程股份有限公司 ,400010) 摘 要 本文收集整理了国内外几种品牌的环氧乙烯基酯树脂 ,简要介绍其性能和应用 关键词 环氧乙烯基树脂 ,种类 ,性能
98
3. 3
105
注 : (1) 表中数据为典型性能仅供选用参考 ,不作产品标准 ; (2) 测试方法说明 :Fuchem 854 、TM - V201 是按照中国国家标准 ( GB) 测定的 ;其余品牌均是按照 ASTM 标准测定的 ,其中拉伸模量 、拉伸 强度 、延伸率的测定标准为 ASTM D638 ,弯曲强度 、弯曲模量的测定标准为 ASTM D790 ,热变形温度 ( HDT) 的测定标准为 ASTM D648 。
1 概 述
环氧乙烯基酯树脂 ( Epoxy Vinyl Ester Resin) 是 由环氧树脂与含有不饱和双键的一元羧酸 (国外基 本是以甲基丙烯酸为准 ,本文也以此为准) 通过开环 经加成聚合反应而得的热固性树脂 (简称乙烯基酯 树脂 ,也有简称为乙烯基树脂 、乙烯酯树脂的 ,英文 缩写为 VER) 。它兼具了环氧树脂 ( Epoxy Resin) 和 不饱和聚酯树脂 (Unsaturate Polyester Rein) 的优点 , 即高强度 、耐化学腐蚀和良好工艺性能 ,却无环氧树 脂的显著缺点 ———高粘度 、不易加工及高成本 。该 类树脂可采用与一般不饱和聚酯树脂相同的室温固 化系统 ,因而极大的方便了用户 。