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復合環氧樹脂電纜橋架原材料成份說明

發布者:wubaiyi發表時間:【2017-11-06】

一、阻燃劑 

一般阻燃劑按其化學成分可以分為有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類。  

有機阻燃劑分為磷系和鹵系兩個系列。前者在室溫下多為液態,發煙量大,有毒性,要求被阻燃結構中含有大量H、O元素才能脫水形成碳化層,因而其應用受到很大限制。鹵系阻燃劑主要包括氯和溴兩大類。從使用情況看,含溴阻燃劑使用更加普遍。這主要是由于溴化物熱分解后腐蝕性和毒性相對較小,而且較少量使用即可達到與氯化物相同的阻燃效果。然而,從總的使用情況來看,鹵系阻燃劑由于其分解產物毒性大、煙霧大等特點,正逐步被其他無機阻燃劑所代替。 

無機阻燃劑主要品種有氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻、氧化鉬、鉬酸氨、硼酸鋅、氧化鋅、氧化鋯、氫氧化鋯等,其中以氫氧化鋁、氫氧化鎂、紅磷、氧化銻應用*為廣泛,尤其是氫氧化鋁、氫氧化鎂不僅可以起到阻燃作用,而且可以起到填充作用。它們具有熱穩定好、有效、抑煙、阻滴、填充**、對環境基本無污染等特點,在無機阻燃材料中擁有廣泛的應用。  二、樹脂:不飽和聚酯樹脂   1.不飽和聚酯樹脂的定義 

  人類*早發現的樹脂是從樹上分泌物中提煉出來的脂狀物,如松香等,這是“脂”前有“樹”的原因。直到1906年**次用人工合成了酚醛樹脂,才開辟了人工合成樹脂的新紀元。1942年美國橡膠公司首先投產不飽和聚酯樹脂,后來把未經加工的任何高聚物都稱作樹脂。但是早就與“樹”無關了。 

  樹脂又分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類。對于加熱熔化冷卻變固,而且可以反復進行的可熔的樹脂叫做熱塑性樹脂,如聚氯乙烯樹脂(PVC)、聚乙烯樹脂(PE)等;對于加熱固化以后不再可逆,成為既不溶解,又不熔化的固體,叫做熱固性樹脂,如酚醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。 

  “聚酯”是相對于“酚醛”“環氧”等樹脂而區分的含有酯鍵的一類高分子化合物。這種高分子化合物是由二元酸和二元醇經縮聚反應而生成的,而這種高分子化合物中含有不飽和雙鍵時,就稱為不飽和聚酯,這種不飽和聚酯溶解于有聚合能力的單體中(一般為苯乙烯) 

  而成為一種粘稠液體時,稱為不飽和聚酯樹脂(英文名Unsaturated Polyester Resin 簡稱UPR)。 

  因此,不飽和聚酯樹脂可以定義為由飽和的或不飽和的二元酸與飽和的或不飽和的二元醇縮聚而成的線型高分子化合物溶解于單體(通常用苯乙烯)中而成的粘稠的液體。   2.不飽和聚酯樹脂的特性 

  不飽和聚酯樹脂是一種熱固性樹脂,當其在熱或引發劑的作用下,可固化成為一種不溶不融的高分子網狀聚合物。但這種聚合物機械強度很低,不能滿足大部分使用的要求,當用玻璃纖維增強時可成為一種復合材料,俗稱“玻璃鋼”(英文名Fiber Reinforced Plastics 簡稱FRP)?!安Aт摗钡臋C械強度等各方面性能與樹脂澆鑄體相比有了很大的提高。   以不飽和樹脂為基材的玻璃鋼(UPR-FRP)具有以下特性:   1)輕質高強 

  FRP的密度為1.4-2.2g/cm3,比鋼輕4-5倍,而其強度卻不小,其比強度超過型鋼、硬鋁和杉木。這對于航空、航天、火箭、導彈、軍械及運輸等需要減輕自重的產品具有非常重要的意義。例如波音747噴氣客機在主要結構上應用的FRP部件達2.2噸,有效地節省了飛機燃料,提高了航速,延長了續航時間,增加了有效載荷。見表1。   表1 UPR-FRP與其他材料的性能 

   材料 相對密度(g/cm3) 極限拉伸強度(Mpa) 比強度(×103cm) 拉伸彈性模量(Gpa) 比模量(×103cm UPR-FRP    1.5-1.7           352                2076.6            19.71              115.9     鋼         7.8             880                1128.2            204.16             261.7    硬鋁        2.8             457.6               1634.2            70.4               251.4    杉木        0.5             70.4                1408.0            9.86               197.2    2) 耐腐蝕性能良好

UPR-FRP是一種良好的耐腐蝕性材料,能耐一般濃度的酸、堿、鹽類,大部分有機溶劑、海水、大氣、油類,對微生物的抵抗力也很強,正廣泛應用于石油、化工、農藥、醫藥、染料、電鍍、電解、冶煉、輕工等國民經濟諸領域,發揮著其他材料無法替代的作用。   3) 電性能優異 

  UPR-FRP絕緣性能極好,在高頻作用下仍能保持良好的介電性能。它不反射無線電波,不受電磁的作用,微波透過性良好,是制造雷達罩的理想材料。用它制造儀表、電機、電器產品中的絕緣部件能提高電器的使用壽命和可靠性。見表2。 

  表2 UPR-FRP的介電性能  

  體積電阻率(Ω cm) 介電強度(KV mm-1) 介電常數(60Hz) 功率因數(60Hz) 耐電弧性 (S)      1012~1014          15-20                 3.0-4.4           0.003         125    4)獨特的熱性能 

  UPR-FRP的導熱系數為0.3-0.4Kcal/mh℃,只有金屬的1/100-1/1000,是一種優良的絕熱材料,用其制成的門窗是第五代新型節能建材。另外,FRP線脹系數也很小,與一般金屬材料接近,所以FRP和金屬連接不致受熱膨脹產生應力,有利于其與金屬基材或混凝土結構粘接。   5) 加工工藝性能優異 

  UPR的加工工藝性能優異,工藝簡單,可一次成型,既可常溫常壓成型,又可以加溫加壓固化,而且在固化過程中無低分子副產物生成,可制造出比較均一的產品。由于其工藝性能優異,近年來已被廣泛用于制作工藝品、仿大理石制品、聚酯漆等非玻璃纖維增強型材料。   6)材料的可設計性好 

  UPR-FRP是以UPR為基體,以玻璃纖維為增強骨材的復合材料,二者經過一次性加工成型為*終形狀的制品。所以FRP不僅僅是一種材料,同時也是一種結構。所謂可設計性包含兩方面內容:(1)功能設計;通過選擇合適的UPR和玻璃纖維可以制成具有各種特殊功能的FRP制品,如:可以制成耐腐蝕的產品;可以制成耐瞬時高溫的產品;可制成透光板材;可制成耐火阻燃制品;可制成耐紫外線制品……(2)結構設計:可以根據需要,靈活地設計出各種產品結構,如玻璃鋼門窗、玻璃鋼格柵、玻璃鋼管、玻璃鋼槽、玻璃鋼罐等。 

  任何一種材料都不是**的,FRP也不例外。首先FRP與金屬相比有許多本質上差別,例如金屬是各向同性材料,而FRP是各向異性材料,金屬在應力作用下,一般分為彈性變形與塑性變形兩個階段,而FRP在應力作用下一般沒有顯著的塑性變形階段,沒有屈服點,在受力過程中有分層現象,在超負荷時容易突然斷裂。其次FRP的模量較低,比鋼材差10倍,因此凡對剛性要求高的產品**進行精心設計。第三,FRP的耐熱比金屬材料相差甚遠,到目前為止FRP的長期使用溫度還只限于200℃以下。   3.不飽和聚酯樹脂的分類和用途 

  根據不飽和聚酯樹脂的結構可分為鄰苯型、間苯型、對苯型、雙酚A型、乙烯基酯型等;根據其性能可分為通用型、防腐型、自熄型、耐熱型、低收縮型等;根據其主要用途可分為玻璃鋼(FRP)用樹脂與非玻璃鋼用樹脂兩大類,所謂玻璃鋼制品是指樹脂以玻璃纖維及其制品為增強材料制成的各種產品,也稱為玻璃纖維增強塑料(簡稱FRP或玻璃鋼);非玻璃鋼制品是樹脂與無機填料相混合或其本身單獨使用制成的各種制品,也稱為非增強型玻璃鋼制品。 

  按具體專用品種分類包括有纏繞樹脂、噴射樹脂、RTM樹脂、拉擠樹脂、SMC、BMC樹脂、阻燃樹脂、食品級樹脂、防腐蝕樹脂、氣干型樹脂、寶麗板樹脂、工藝品樹脂、紐扣樹脂、瑪瑙樹脂、人造石樹脂、高透明樹脂水晶樹脂、原子灰樹脂等。作為FRP表面裝飾的防老化阻燃膠衣、耐熱膠衣、噴涂膠衣、模具膠衣、不開裂膠衣、輻射固化膠衣、高耐磨膠衣等。 

  UPR的玻璃鋼制品廣泛地應用于下述領域: 

建筑領域:制冷卻塔、玻璃鋼管、罐、槽等防腐產品及工程、玻璃鋼車輛、玻璃鋼船艇 UPR的非玻璃鋼應用領域大致如下:澆鑄工藝品、鈕扣、人造石、涂層、原子灰

 

環氧樹脂含義: 

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機高分子化合物,除個別外,它們的相對分子質量都不高。環氧樹脂的分子結構是以分子鏈中含有活潑的環氧基團為其特征,環氧基團可以位于分子鏈的末端、中間或成環狀結構。由于分子結構中含有活潑的環氧基團,使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶、不熔的具有三向網狀結構的高聚物。  ]應用特性  

1、 形式多樣。各種樹脂、固化劑、改性劑體系幾乎可以適應各種應用對形式提出的要求,其范圍可以從極低的粘度到高熔點固體。  2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環氧樹脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。  

3、 粘附力強。環氧樹脂分子鏈中固有的極性羥基和醚鍵的存在,使其對各種物質具有很高的粘附力。環氧樹脂固化時的收縮性低,產生的內應力小,這也有助于提高粘附強度。  

4、 收縮性低。環氧樹脂和所用的固化劑的反應是通過直接加成反應或樹脂分子中環氧基的開環聚合反應來進行的,沒有水或其它揮發性副產物放出。它們和不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂相比,在固化過程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。  5、 力學性能。固化后的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。  

6、 電性能。固化后的環氧樹脂體系是一種具有高介電性能、耐表面漏電、耐電弧的優良絕緣材料。  

7、 化學穩定性。通常,固化后的環氧樹脂體系具有優良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性。像固化環氧體系的其它性能一樣,化學穩定性也取決于所選用的樹脂和固化劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑,可以使其具有特殊的化學穩定性能。  8、 尺寸穩定性。上述的許多性能的綜合,使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。  9、 耐霉菌。固化的環氧樹脂體系耐大多數霉菌,可以在苛刻的熱帶條件下使用。  類型分類  

根據分子結構,環氧樹脂大體上可分為五大類:  

1、 縮水甘油醚類環氧樹脂 2、 縮水甘油酯類環氧樹脂3、 縮水甘油胺類環氧樹脂 4、 線型脂肪族類環氧樹脂 5、 脂環族類環氧樹脂  

復合材料工業上使用量**的環氧樹脂品種是上述**類縮水甘油醚類環氧樹脂,這種樹脂固化后的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。  

環氧樹脂及環氧樹脂膠粘劑本身無毒,但由于在制備過程中添加了溶劑及其它有毒物,因此不少環氧樹脂因此“有毒”,近年國內環氧樹脂業正通過水性改性、避免添加等途徑,保持環氧樹脂“無毒”本色。 

氧樹脂一般和添加物同時使用,以獲得應用價值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有以下幾類:(1)固化劑;(2)改性劑;(3)填料;(4)稀釋劑;(5)其它。  

其中固化劑是必不可少的添加物,無論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環氧樹脂不能固化。  

由于用途性能要求各不相同,對環氧樹脂及固化劑、改性劑、填料、稀釋劑等添加物也有不同的要求?,F將它們的選擇方法如下:  (一)環氧樹脂的選擇  1、 從用途上選擇  

作粘接劑時**選用中等環氧值(0.25-0.45)的樹脂,如6101、634;作澆注料時**選用高環氧值(>0.40)的樹脂,如618、6101;作涂料用的一般選用低環氧值(<0.25)的樹脂,如601、604、607、609等。  2、 從機械強度上選擇  

環氧值過高的樹脂強度較大,但較脆;環氧值中等的高低溫度時強度均好;環氧值低的則高溫時強度差些。因為強度和交聯度的大小有關,環氧值高固化后交聯度也高,環氧值低固化后交聯度也低,故引起強度上的差異。  3、 從操作要求上選擇  

不需耐高溫,對強度要求不大,希望環氧樹脂能快干,不易流失,可選擇環氧值較低的樹脂;如希望滲透性也,強度較好的,可選用環氧值較高的樹脂。  (二)、固化劑的選擇  1、固化劑種類:  

常用環氧樹脂固化劑有脂肪胺、脂環胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹脂類、叔胺,另外在光引發劑的作用下紫外線或光也能使環氧樹脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類固化劑。  

環氧值是鑒定環氧樹脂質量的*主要指標,環氧樹脂的型號劃分就是根據環氧值的不同來區分的。環氧值是指100克樹脂中所含環氧基的克當量數。


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