O desenvolvimento deresina de poliéster insaturadaA história da nossa empresa remonta a mais de 70 anos. Em tão pouco tempo, os produtos de resina de poliéster insaturado desenvolveram-se rapidamente em termos de produção e nível técnico. Desde então, os produtos de resina de poliéster insaturado tornaram-se uma das maiores variedades na indústria de resinas termofixas. Durante o desenvolvimento das resinas de poliéster insaturado, informações técnicas sobre patentes de produtos, revistas de negócios, livros técnicos, etc. surgem uma após a outra. Até o momento, centenas de patentes de invenção relacionadas à resina de poliéster insaturado são registradas todos os anos. Pode-se observar que a tecnologia de produção e aplicação da resina de poliéster insaturado tornou-se cada vez mais madura com o desenvolvimento da produção e formou gradualmente seu próprio sistema técnico único e completo de teoria de produção e aplicação. No processo de desenvolvimento anterior, as resinas de poliéster insaturado deram uma contribuição especial para o uso geral. No futuro, elas se desenvolverão para alguns campos de uso especial e, ao mesmo tempo, o custo das resinas de uso geral será reduzido. A seguir estão alguns tipos interessantes e promissores de resina de poliéster insaturado, incluindo: resina de baixa contração, resina retardante de chamas, resina de endurecimento, resina de baixa volatilização de estireno, resina resistente à corrosão, resina de gel coat, resina de fotopolimerização. Resinas de poliéster insaturado, resinas de baixo custo com propriedades especiais e dedos de árvore de alto desempenho sintetizados com novas matérias-primas e processos.
1. Resina de baixa contração
Esta variedade de resina pode ser apenas um tópico antigo. A resina de poliéster insaturado é acompanhada por uma grande contração durante a cura, e a taxa geral de contração de volume é de 6 a 10%. Essa contração pode deformar severamente ou até mesmo rachar o material, não no processo de moldagem por compressão (SMC, BMC). Para superar essa deficiência, resinas termoplásticas são geralmente usadas como aditivos de baixa contração. Uma patente nessa área foi emitida para a DuPont em 1934, número de patente US 1.945.307. A patente descreve a copolimerização de ácidos antolépicos dibásicos com compostos vinílicos. Claramente, na época, esta patente foi pioneira na tecnologia de baixa contração para resinas de poliéster. Desde então, muitas pessoas se dedicaram ao estudo de sistemas de copolímeros, que eram então considerados ligas plásticas. Em 1966, as resinas de baixa contração de Marco foram usadas pela primeira vez em moldagem e produção industrial.
A Associação da Indústria de Plásticos posteriormente denominou este produto de "SMC", que significa composto para moldagem de chapas, e seu composto pré-misturado de baixa contração "BMC", que significa composto para moldagem a granel. Para chapas de SMC, geralmente é necessário que as peças moldadas em resina tenham boa tolerância de encaixe, flexibilidade e brilho de grau A, e microfissuras na superfície devem ser evitadas, o que requer que a resina combinada tenha uma baixa taxa de contração. Naturalmente, muitas patentes têm aprimorado essa tecnologia desde então, e a compreensão do mecanismo do efeito de baixa contração tem amadurecido gradualmente, e vários agentes de baixa contração ou aditivos de baixo perfil surgiram conforme a demanda do tempo. Aditivos de baixa contração comumente usados são poliestireno, polimetilmetacrilato e similares.
2. Resina retardante de chamas
Às vezes, materiais retardantes de chama são tão importantes quanto o resgate de drogas, e materiais retardantes de chama podem evitar ou reduzir a ocorrência de desastres. Na Europa, o número de mortes em incêndios diminuiu cerca de 20% na última década devido ao uso de retardantes de chama. A segurança dos materiais retardantes de chama em si também é muito importante. É um processo lento e difícil padronizar o tipo de materiais usados na indústria. Atualmente, a Comunidade Europeia realizou e está conduzindo avaliações de risco em muitos retardantes de chama à base de halogênio e halogênio-fósforo, muitos dos quais serão concluídos entre 2004 e 2006. Atualmente, nosso país geralmente usa dióis contendo cloro ou bromo ou substitutos de halogênio de ácido dibásico como matérias-primas para preparar resinas retardantes de chama reativas. Os retardantes de chama de halogênio produzem muita fumaça ao queimar e são acompanhados pela geração de haleto de hidrogênio altamente irritante. A fumaça densa e o smog venenoso produzidos durante o processo de combustão causam grandes danos às pessoas.
Mais de 80% dos acidentes de incêndio são causados por isso. Outra desvantagem do uso de retardantes de chama à base de bromo ou hidrogênio é que gases corrosivos e poluentes ambientais serão produzidos durante a queima, o que levará a danos aos componentes elétricos. O uso de retardantes de chama inorgânicos, como alumina hidratada, magnésio, canopy, compostos de molibdênio e outros aditivos retardantes de chama, pode produzir resinas retardantes de chama com baixa emissão de fumaça e baixa toxicidade, embora tenham efeitos óbvios de supressão de fumaça. No entanto, se a quantidade de enchimento retardante de chama inorgânico for muito grande, não só a viscosidade da resina aumentará, o que não é propício para a construção, mas também, quando uma grande quantidade de aditivo retardante de chama é adicionada à resina, isso afetará a resistência mecânica e as propriedades elétricas da resina após a cura.
Atualmente, muitas patentes estrangeiras relatam a tecnologia de utilização de retardantes de chama à base de fósforo para produzir resinas retardantes de chama de baixa toxicidade e baixa emissão de fumaça. Os retardantes de chama à base de fósforo têm um efeito retardante de chama considerável. O ácido metafosfórico gerado durante a combustão pode ser polimerizado em um estado polimérico estável, formando uma camada protetora que cobre a superfície do objeto de combustão, isolando o oxigênio, promovendo a desidratação e a carbonização da superfície da resina e formando uma película protetora carbonizada. Assim, prevenindo a combustão e, ao mesmo tempo, os retardantes de chama à base de fósforo também podem ser usados em conjunto com retardantes de chama halógenos, o que tem um efeito sinérgico muito óbvio. É claro que a futura direção da pesquisa de resinas retardantes de chama é baixa emissão de fumaça, baixa toxicidade e baixo custo. A resina ideal é livre de fumaça, baixa toxicidade, baixo custo, não afeta a resina, possui propriedades físicas inerentes, não precisa adicionar materiais adicionais e pode ser produzida diretamente na planta de produção de resina.
3. Resina de endurecimento
Em comparação com as variedades originais de resina de poliéster insaturado, a tenacidade da resina atual foi significativamente melhorada. No entanto, com o desenvolvimento da indústria de resinas de poliéster insaturado, novos requisitos foram impostos para o desempenho da resina insaturada, especialmente em termos de tenacidade. A fragilidade das resinas insaturadas após a cura tornou-se um problema importante, restringindo o desenvolvimento de resinas insaturadas. Seja um produto artesanal moldado por fundição ou um produto moldado ou bobinado, o alongamento na ruptura torna-se um indicador importante para avaliar a qualidade dos produtos de resina.
Atualmente, alguns fabricantes estrangeiros utilizam o método de adição de resina saturada para melhorar a tenacidade. Este método, por exemplo, inclui a adição de poliéster saturado, borracha de estireno-butadieno e borracha de estireno-butadieno com terminação carboxi (suo-), e outros. Ele também pode ser usado para introduzir polímeros em bloco na cadeia principal do poliéster insaturado, como a estrutura de rede interpenetrante formada por resina de poliéster insaturado, resina epóxi e resina de poliuretano, o que melhora significativamente a resistência à tração e ao impacto da resina. Este método de têmpera pertence ao método de têmpera química. Uma combinação de têmpera física e têmpera química também pode ser usada, como a mistura de um poliéster insaturado mais reativo com um material menos reativo para atingir a flexibilidade desejada.
Atualmente, as chapas SMC têm sido amplamente utilizadas na indústria automotiva devido à sua leveza, alta resistência, resistência à corrosão e flexibilidade de design. Peças importantes como painéis automotivos, portas traseiras e painéis externos exigem boa tenacidade, como painéis externos automotivos. As proteções podem se dobrar para trás em uma extensão limitada e retornar à sua forma original após um leve impacto. O aumento da tenacidade da resina frequentemente resulta na perda de outras propriedades da resina, como dureza, resistência à flexão, resistência ao calor e velocidade de cura durante a construção. Melhorar a tenacidade da resina sem perder outras propriedades inerentes à resina tornou-se um tópico importante na pesquisa e desenvolvimento de resinas de poliéster insaturado.
4. Resina volátil com baixo teor de estireno
No processo de processamento de resina de poliéster insaturada, o estireno tóxico volátil causa grandes danos à saúde dos trabalhadores da construção civil. Ao mesmo tempo, o estireno é liberado no ar, o que também causa poluição atmosférica grave. Portanto, muitas autoridades limitam a concentração permitida de estireno no ar da oficina de produção. Por exemplo, nos Estados Unidos, o nível de exposição permitido (nível de exposição permitido) é de 50 ppm, enquanto na Suíça o valor PEL é de 25 ppm, um teor tão baixo que não é fácil de atingir. Depender de ventilação forte também é limitado. Ao mesmo tempo, a ventilação forte também levará à perda de estireno da superfície do produto e à volatilização de uma grande quantidade de estireno no ar. Portanto, para encontrar uma maneira de reduzir a volatilização do estireno, desde a raiz, ainda é necessário concluir este trabalho na planta de produção de resina. Isso requer o desenvolvimento de resinas de baixa volatilidade de estireno (LSE) que não poluam ou poluem menos o ar, ou resinas de poliéster insaturadas sem monômeros de estireno.
A redução do conteúdo de monômeros voláteis tem sido um tópico desenvolvido pela indústria estrangeira de resinas de poliéster insaturado nos últimos anos. Existem muitos métodos usados atualmente: (1) o método de adição de inibidores de baixa volatilidade; (2) a formulação de resinas de poliéster insaturado sem monômeros de estireno usa divinil, vinilmetilbenzeno, α-metil estireno para substituir monômeros de vinil contendo monômeros de estireno; (3) A formulação de resinas de poliéster insaturado com monômeros de baixo teor de estireno é usar os monômeros acima e monômeros de estireno juntos, como o uso de ftalato de dialila O uso de monômeros de vinil de alto ponto de ebulição, como ésteres e copolímeros acrílicos com monômeros de estireno: (4) Outro método para reduzir a volatilização do estireno é introduzir outras unidades, como diciclopentadieno e seus derivados, em poliésteres insaturados Esqueleto de resina, para atingir baixa viscosidade e, finalmente, reduzir o conteúdo de monômero de estireno.
Na busca por uma solução para o problema da volatilização do estireno, é necessário considerar de forma abrangente a aplicabilidade da resina aos métodos de moldagem existentes, como pulverização de superfície, processo de laminação, processo de moldagem SMC, o custo das matérias-primas para a produção industrial e a compatibilidade com o sistema de resina. Reatividade da resina, viscosidade, propriedades mecânicas da resina após a moldagem, etc. Em meu país, não existe uma legislação clara que restrinja a volatilização do estireno. No entanto, com a melhoria do padrão de vida da população e a conscientização sobre sua própria saúde e proteção ambiental, é apenas uma questão de tempo até que uma legislação relevante seja necessária para um país consumidor não saturado como o nosso.
5. Resina resistente à corrosão
Um dos maiores usos das resinas de poliéster insaturadas é sua resistência à corrosão por produtos químicos como solventes orgânicos, ácidos, bases e sais. De acordo com a introdução de especialistas em redes de resinas insaturadas, as resinas resistentes à corrosão atuais são divididas nas seguintes categorias: (1) tipo o-benzeno; (2) tipo iso-benzeno; (3) tipo p-benzeno; (4) tipo bisfenol A; (5) tipo éster vinílico; e outros, como tipo xileno, tipo composto contendo halogênio, etc. Após décadas de exploração contínua por várias gerações de cientistas, a corrosão da resina e o mecanismo de resistência à corrosão foram exaustivamente estudados. A resina é modificada por vários métodos, como a introdução de um esqueleto molecular que é difícil de resistir à corrosão na resina de poliéster insaturado, ou usando poliéster insaturado, éster vinílico e isocianato para formar uma estrutura de rede interpenetrante, o que é muito importante para melhorar a resistência à corrosão da resina. A resistência à corrosão é muito eficaz, e a resina produzida pelo método de mistura de resina ácida também pode alcançar melhor resistência à corrosão.
Comparado comresinas epóxi,O baixo custo e a facilidade de processamento das resinas de poliéster insaturado tornaram-se grandes vantagens. De acordo com especialistas em redes de resinas insaturadas, a resistência à corrosão da resina de poliéster insaturado, especialmente a resistência alcalina, é muito inferior à da resina epóxi. Ela não pode substituir a resina epóxi. Atualmente, o surgimento de pisos anticorrosivos criou oportunidades e desafios para as resinas de poliéster insaturado. Portanto, o desenvolvimento de resinas anticorrosivas especiais tem amplas perspectivas.
O gel coat desempenha um papel importante em materiais compósitos. Ele não apenas desempenha um papel decorativo na superfície de produtos de PRFV, mas também desempenha um papel na resistência ao desgaste, resistência ao envelhecimento e resistência à corrosão química. De acordo com especialistas da rede de resinas insaturadas, a direção do desenvolvimento da resina de gel coat é desenvolver resina de gel coat com baixa volatilização de estireno, boa secagem ao ar e forte resistência à corrosão. Existe um grande mercado para gel coats resistentes ao calor em resinas de gel coat. Se o material de PRFV for imerso em água quente por um longo período, bolhas aparecerão na superfície. Ao mesmo tempo, devido à penetração gradual de água no material compósito, as bolhas superficiais se expandirão gradualmente. As bolhas não afetarão apenas a aparência do gel coat, mas também reduzirão gradualmente as propriedades de resistência do produto.
A Cook Composites and Polymers Co., do Kansas, EUA, utiliza métodos de terminação epóxi e éter glicidílico para fabricar uma resina de gel coat com baixa viscosidade e excelente resistência à água e a solventes. Além disso, a empresa também utiliza resina A modificada com poliéter poliol e terminação epóxi (resina flexível) e resina B modificada com diciclopentadieno (DCPD) (resina rígida), ambas com propriedades de resistência à água. Após a composição, a resina resistente à água não só apresenta boa resistência à água, como também boa tenacidade e resistência. Solventes ou outras substâncias de baixo peso molecular penetram no sistema de material FRP através da camada de gel coat, resultando em uma resina resistente à água com excelentes propriedades abrangentes.
7. Resina de poliéster insaturada fotopolimerizável
As características de fotocura da resina de poliéster insaturado incluem longa vida útil da mistura e alta velocidade de cura. As resinas de poliéster insaturado podem atender aos requisitos de limitação da volatilização do estireno por fotocura. Graças ao avanço dos fotossensibilizadores e dispositivos de iluminação, a base para o desenvolvimento de resinas fotocuráveis foi lançada. Diversas resinas de poliéster insaturado curáveis por UV foram desenvolvidas com sucesso e colocadas em produção em larga escala. As propriedades do material, o desempenho do processo e a resistência ao desgaste da superfície são aprimorados, e a eficiência da produção também é aprimorada com esse processo.
8. Resina de baixo custo com propriedades especiais
Essas resinas incluem resinas espumadas e resinas aquosas. Atualmente, a escassez de energia da madeira apresenta uma tendência de crescimento. Há também uma escassez de operadores qualificados trabalhando na indústria de processamento de madeira, e esses trabalhadores estão sendo cada vez mais remunerados. Essas condições criam condições para a entrada de plásticos de engenharia no mercado de madeira. Resinas espumadas insaturadas e resinas aquosas serão desenvolvidas como madeiras artificiais na indústria moveleira devido ao seu baixo custo e altas propriedades de resistência. A aplicação será lenta no início e, posteriormente, com o aprimoramento contínuo da tecnologia de processamento, essa aplicação se desenvolverá rapidamente.
Resinas de poliéster insaturado podem ser espumadas para fazer resinas espumadas que podem ser usadas como painéis de parede, divisórias de banheiro pré-moldadas e muito mais. A tenacidade e a resistência do plástico espumado com resina de poliéster insaturado como matriz são melhores do que as do PS espumado; é mais fácil de processar do que o PVC espumado; o custo é menor do que o do plástico de poliuretano espumado e a adição de retardantes de chama também pode torná-lo retardante de chama e antienvelhecimento. Embora a tecnologia de aplicação da resina tenha sido totalmente desenvolvida, a aplicação de resina de poliéster insaturado espumado em móveis não recebeu muita atenção. Após investigação, alguns fabricantes de resina têm grande interesse em desenvolver este novo tipo de material. Alguns problemas importantes (pele, estrutura de favo de mel, relação de tempo de gel-espuma, controle da curva exotérmica) não foram totalmente resolvidos antes da produção comercial. Até que uma resposta seja obtida, esta resina só pode ser aplicada devido ao seu baixo custo na indústria moveleira. Uma vez resolvidos esses problemas, esta resina será amplamente utilizada em áreas como materiais retardantes de chama de espuma, em vez de apenas usar sua economia.
As resinas de poliéster insaturadas aquosas podem ser divididas em dois tipos: solúveis em água e em emulsões. Já na década de 1960, patentes e relatórios de literatura sobre o assunto surgiram no exterior. A resina aquosa consiste na adição de água como enchimento de resina de poliéster insaturada à resina antes da gelificação, e o teor de água pode chegar a 50%. Essa resina é chamada de resina WEP. A resina possui características de baixo custo, leveza após a cura, boa resistência à chama e baixa retração. O desenvolvimento e a pesquisa de resinas aquosas em meu país começaram na década de 1980 e já se passaram muito tempo. Em termos de aplicação, ela tem sido usada como agente de ancoragem. A resina de poliéster insaturada aquosa é uma nova geração de UPR. A tecnologia em laboratório está se tornando cada vez mais madura, mas há menos pesquisas sobre a aplicação. Os problemas que precisam ser resolvidos são a estabilidade da emulsão, alguns problemas no processo de cura e moldagem e o problema da aprovação do cliente. Geralmente, uma resina de poliéster insaturada de 10.000 toneladas pode produzir cerca de 600 toneladas de efluentes por ano. Se a retração gerada no processo de produção da resina de poliéster insaturada for utilizada para produzir resina aquosa, o custo da resina será reduzido e o problema de proteção ambiental da produção será resolvido.
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Horário da publicação: 08/06/2022
