不饱和聚酯树脂固化性能试验研究

不饱和聚酯树脂固化性能试验研究

不饱和聚酯树脂的固化性能关系到施工生产的效率和质量，对其固化性能试验展开研究十分必要。本文对196D不饱和聚酯树脂的固化性能试验展开了研究，分析了不同固化体系对196D不饱和聚酯树脂固化性能的影响，供相关施工参考。

标签：不饱和聚酯树脂；固化性能；试验

不飽和聚酯树脂是一种重要的化工原料，在物理表面加厚、固化中被广泛应用，其工艺性能灵活，固化后的树脂综合性能良好，还具有成本低、粘度低等优点。但是，在不饱和聚酯树脂应用于施工生产的过程中，常常存在着固化慢的问题，严重影响到了施工的顺利进行。因此，对不饱和聚酯树脂固化性能试验展开研究具有十分重要的意义。

1.实验部分

1.1仪器药品

XWFC-150型热敏电阻温度平衡记录仪；巴氏硬度计；THZ-82型恒温水浴锅；树脂浇铸体制样机；托盘天平、ML204电子天平。196D不饱和聚酯树脂（UPR）（DCPD型不饱和聚酯树脂），工业品；固化剂过氧化甲乙酮（MEKP）、过氧化苯甲酰（BPO）和促进剂环烷酸钴、异辛酸钴、N，N-二甲基苯胺（DMA）。

1.2 196D不饱和聚酯树脂（UPR）凝胶时间确定

取100g不饱和聚酯树脂放入200mL烧杯中，加入3g过氧化物固化剂，调整促进剂用量，保证25℃时，树脂凝胶时间在（30±5）min之间。按照GB/T7195-87测定树脂凝胶时间。

1.3树脂浇铸体的制备

按照GB/T3854-2005制备。

1.4实验方法

1）巴氏硬度测试按照GB/T3854-2005测试树脂浇铸体的巴氏硬度。

2）固化时间、放热峰温度测试，按照文献[3]的方法进行。

3）气干性测试用手感觉是否粘手。

2.结果与讨论

2.1 DMA用量对196D不饱和聚酯树脂固化性能影响

表1为DMA用量对196D不饱和聚酯树脂（UPR）固化时间、放热峰温度、气干性、浇注体硬度的影响。

由表1数据可知，随着DMA用量增加，树脂固化时间逐渐减少，放热峰温度逐渐升高，树脂浇铸体的巴氏硬度逐渐升高，当DMA用量达到1.1%时，放热峰温度和巴氏硬度反而下降，固化时间反而增长，究其原因：1）DMA对该固化体系过氧化甲乙酮/异辛酸钴中的促进剂异辛酸钴具有活化作用，进而提高了过氧化甲乙酮分解产生自由基的速率和数量，因而树脂的放热峰温度和浇注体硬度增加，固化时间缩短；2）要保证25℃时，树脂凝胶时间在（30±5）min之间，在固定过氧化甲乙酮加入量的前提下，增加DMA用量，势必减少促进剂异辛酸钴用量，促进剂异辛酸钴加入量的减少，降低了过氧化甲乙酮分解产生自由基的速度及数量，因而，树脂的放热峰温度和浇注体硬度降低，固化时间延长。由于DMA的加入可造成树脂固化产品的颜色变深，脆性增大，一般情况下DMA的加入量不超过0.9%；3）196D不饱和聚酯树脂属于DCPD型不饱和聚酯树脂，气干性是该类树脂的最大特点，一般情况下，不受固化体系及其成分的影响。按照不饱和聚酯树脂GB/T8237-2005要求，DCPD型不饱和聚酯树脂（196D不饱和聚酯树脂属于DCPD型）浇铸体的巴氏硬度应≥36；不饱和聚酯树脂加工成型过程中，要求树脂的放热峰温度在135℃以上，凝胶与固化时间差越短越好，这样既可保证产品质量，又能提高生产效率，所以树脂在加工成型过程中加入一定量的DMA是非常必要的。

2.2固化体系不同对196D不饱和聚酯树脂固化性能的影响

表2-2为采用不同固化体系时，196D不饱和聚酯树脂固化性能数据。

由表2数据可知，采用MEKP/CoⅡ/DMA固化体系，196D不饱和聚酯树脂的固化性能最好，且浇铸体巴氏硬度为37（≥36），符合GB/T8237-2005要求，放热峰温度（144.5℃）较高，固化与凝胶时间差（5.1min）较小，更符合196D 不饱和聚酯树脂的固化成型要求，因而，MEKP/CoⅡ/DMA是196D不饱和聚酯树脂的最好固化体系，究其原因是1）不饱和聚酯树脂的固化机理是固化体系发生氧化还原反应产生自由基，自由基引发树脂体系中双键中的Π键打开产生自由基，自由基之间发生反应使树脂固化成型。2）196D不饱和聚酯树脂属于DCPD 型不饱和聚酯树脂，是一种活性较低的树脂，MEKP/CoⅠ、MEKP/CoⅡ和BPO/DMA是二元固化体系，是单促进剂体系，前二者的缺点是潮气的阻聚作用强，对树脂中杂质（包括填料）的敏感性强，不能使活性低的不饱和聚酯树脂完全固化，后者的缺点是空气的阻聚作用强，不能使活性低的不饱和聚酯树脂完全固化，MEKP/CoⅡ/DMA固化体系是三元固化体系，是双促进剂体系，克服了二元单促进剂体系的缺点，屏蔽或减少环境对固化的影响，可使不饱和聚酯树脂，特别是低活性不饱和聚酯树脂快速、完全固化，提高放热峰温度和固化速度，进而提高树脂的固化度，增加树脂浇铸体的硬度。

3.结论

综上所述，不饱和聚酯树脂固化性能差会给施工生产带来不便，影响到施工的质量。本文在DCPD型不饱和聚酯树脂固化成型中应用了MEKP/CoⅡ/DMA 固化体系，该体系固化快，能够满足生产的需求，在不饱和聚酯树脂施工生产中具有推广应用价值。

参考文献：

[1]不饱和聚酯树脂室温固化体系研究进展[J].袁学会，刘方方，冯倩男.山东化工.2014（05）

[2]不饱和聚酯树脂BPO/DMA/MHPT固化体系的研究[J].刘方方，袁学会.粘接.2016（02）