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復合環(huán)氧樹(shù)脂電纜橋架原材料成份說(shuō)明

發(fā)布者:wubaiyi發(fā)表時(shí)間:【2017-11-06】

一、阻燃劑 

一般阻燃劑按其化學(xué)成分可以分為有機阻燃劑和無(wú)機阻燃劑兩大類(lèi)。  

有機阻燃劑分為磷系和鹵系兩個(gè)系列。前者在室溫下多為液態(tài),發(fā)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(lèi)。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(lái)看,鹵系阻燃劑由于其分解產(chǎn)物毒性大、煙霧大等特點(diǎn),正逐步被其他無(wú)機阻燃劑所代替。 

無(wú)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(huán)境基本無(wú)污染等特點(diǎn),在無(wú)機阻燃材料中擁有廣泛的應用。  二、樹(shù)脂:不飽和聚酯樹(shù)脂   1.不飽和聚酯樹(shù)脂的定義 

  人類(lèi)*早發(fā)現的樹(shù)脂是從樹(shù)上分泌物中提煉出來(lái)的脂狀物,如松香等,這是“脂”前有“樹(shù)”的原因。直到1906年**次用人工合成了酚醛樹(shù)脂,才開(kāi)辟了人工合成樹(shù)脂的新紀元。1942年美國橡膠公司首先投產(chǎn)不飽和聚酯樹(shù)脂,后來(lái)把未經(jīng)加工的任何高聚物都稱(chēng)作樹(shù)脂。但是早就與“樹(shù)”無(wú)關(guān)了。 

  樹(shù)脂又分為熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂兩大類(lèi)。對于加熱熔化冷卻變固,而且可以反復進(jìn)行的可熔的樹(shù)脂叫做熱塑性樹(shù)脂,如聚氯乙烯樹(shù)脂(PVC)、聚乙烯樹(shù)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(shù)脂,如酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂等。 

  “聚酯”是相對于“酚醛”“環(huán)氧”等樹(shù)脂而區分的含有酯鍵的一類(lèi)高分子化合物。這種高分子化合物是由二元酸和二元醇經(jīng)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(shí),就稱(chēng)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(shí),稱(chēng)為不飽和聚酯樹(shù)脂(英文名Unsaturated Polyester Resin 簡(jiǎn)稱(chēng)UPR)。 

  因此,不飽和聚酯樹(shù)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(xiàn)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(shù)脂的特性 

  不飽和聚酯樹(shù)脂是一種熱固性樹(shù)脂,當其在熱或引發(fā)劑的作用下,可固化成為一種不溶不融的高分子網(wǎng)狀聚合物。但這種聚合物機械強度很低,不能滿(mǎn)足大部分使用的要求,當用玻璃纖維增強時(shí)可成為一種復合材料,俗稱(chēng)“玻璃鋼”(英文名Fiber Reinforced Plastics 簡(jiǎn)稱(chēng)FRP)?!安Aт摗钡臋C械強度等各方面性能與樹(shù)脂澆鑄體相比有了很大的提高。   以不飽和樹(shù)脂為基材的玻璃鋼(UPR-FRP)具有以下特性:   1)輕質(zhì)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(guò)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(chǎn)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(cháng)了續航時(shí)間,增加了有效載荷。見(jiàn)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(lèi),大部分有機溶劑、海水、大氣、油類(lèi),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(jīng)濟諸領(lǐng)域,發(fā)揮著(zhù)其他材料無(wú)法替代的作用。   3) 電性能優(yōu)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(wú)線(xiàn)電波,不受電磁的作用,微波透過(guò)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(chǎn)品中的絕緣部件能提高電器的使用壽命和可靠性。見(jiàn)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(yōu)良的絕熱材料,用其制成的門(mén)窗是第五代新型節能建材。另外,FRP線(xiàn)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(chǎn)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(yōu)異 

  UPR的加工工藝性能優(yōu)異,工藝簡(jiǎn)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(guò)程中無(wú)低分子副產(chǎn)物生成,可制造出比較均一的產(chǎn)品。由于其工藝性能優(yōu)異,近年來(lái)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(jīng)過(guò)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(shí)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(guò)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(chǎn)品;可以制成耐瞬時(shí)高溫的產(chǎn)品;可制成透光板材;可制成耐火阻燃制品;可制成耐紫外線(xiàn)制品……(2)結構設計:可以根據需要,靈活地設計出各種產(chǎn)品結構,如玻璃鋼門(mén)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(zhì)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(gè)階段,而FRP在應力作用下一般沒(méi)有顯著(zhù)的塑性變形階段,沒(méi)有屈服點(diǎn),在受力過(guò)程中有分層現象,在超負荷時(shí)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(chǎn)品**進(jìn)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(cháng)期使用溫度還只限于200℃以下。   3.不飽和聚酯樹(shù)脂的分類(lèi)和用途 

  根據不飽和聚酯樹(shù)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(shù)脂與非玻璃鋼用樹(shù)脂兩大類(lèi),所謂玻璃鋼制品是指樹(shù)脂以玻璃纖維及其制品為增強材料制成的各種產(chǎn)品,也稱(chēng)為玻璃纖維增強塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)FRP或玻璃鋼);非玻璃鋼制品是樹(shù)脂與無(wú)機填料相混合或其本身單獨使用制成的各種制品,也稱(chēng)為非增強型玻璃鋼制品。 

  按具體專(zhuān)用品種分類(lèi)包括有纏繞樹(shù)脂、噴射樹(shù)脂、RTM樹(shù)脂、拉擠樹(shù)脂、SMC、BMC樹(shù)脂、阻燃樹(shù)脂、食品級樹(shù)脂、防腐蝕樹(shù)脂、氣干型樹(shù)脂、寶麗板樹(shù)脂、工藝品樹(shù)脂、紐扣樹(shù)脂、瑪瑙樹(shù)脂、人造石樹(shù)脂、高透明樹(shù)脂水晶樹(shù)脂、原子灰樹(shù)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(kāi)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(lǐng)域: 

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

 

環(huán)氧樹(shù)脂含義: 

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

1、 形式多樣。各種樹(shù)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(diǎn)固體。  2、 固化方便。選用各種不同的固化劑,環(huán)氧樹(shù)脂體系幾乎可以在0~180℃溫度范圍內固化。  

3、 粘附力強。環(huán)氧樹(shù)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(zhì)具有很高的粘附力。環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)的收縮性低,產(chǎn)生的內應力小,這也有助于提高粘附強度。  

4、 收縮性低。環(huán)氧樹(shù)脂和所用的固化劑的反應是通過(guò)直接加成反應或樹(shù)脂分子中環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)聚合反應來(lái)進(jìn)行的,沒(méi)有水或其它揮發(fā)性副產(chǎn)物放出。它們和不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂相比,在固化過(guò)程中顯示出很低的收縮性(小于2%)。  5、 力學(xué)性能。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。  

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

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

根據分子結構,環(huán)氧樹(shù)脂大體上可分為五大類(lèi):  

1、 縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂 2、 縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂3、 縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂 4、 線(xiàn)型脂肪族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂 5、 脂環(huán)族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂  

復合材料工業(yè)上使用量**的環(huán)氧樹(shù)脂品種是上述**類(lèi)縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂,這種樹(shù)脂固化后的強度、韌性、粘接性、耐正負溫度性能都良好。  

環(huán)氧樹(shù)脂及環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑本身無(wú)毒,但由于在制備過(guò)程中添加了溶劑及其它有毒物,因此不少環(huán)氧樹(shù)脂因此“有毒”,近年國內環(huán)氧樹(shù)脂業(yè)正通過(guò)水性改性、避免添加等途徑,保持環(huán)氧樹(shù)脂“無(wú)毒”本色。 

氧樹(shù)脂一般和添加物同時(shí)使用,以獲得應用價(jià)值。添加物可按不同用途加以選擇,常用添加物有以下幾類(lèi):(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(wú)論是作粘接劑、涂料、澆注料都需添加固化劑,否則環(huán)氧樹(shù)脂不能固化。  

由于用途性能要求各不相同,對環(huán)氧樹(shù)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(huán)氧樹(shù)脂的選擇  1、 從用途上選擇  

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

環(huán)氧值過(guò)高的樹(shù)脂強度較大,但較脆;環(huán)氧值中等的高低溫度時(shí)強度均好;環(huán)氧值低的則高溫時(shí)強度差些。因為強度和交聯(lián)度的大小有關(guān),環(huán)氧值高固化后交聯(lián)度也高,環(huán)氧值低固化后交聯(lián)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(huán)氧樹(shù)脂能快干,不易流失,可選擇環(huán)氧值較低的樹(shù)脂;如希望滲透性也,強度較好的,可選用環(huán)氧值較高的樹(shù)脂。  (二)、固化劑的選擇  1、固化劑種類(lèi):  

常用環(huán)氧樹(shù)脂固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、樹(shù)脂類(lèi)、叔胺,另外在光引發(fā)劑的作用下紫外線(xiàn)或光也能使環(huán)氧樹(shù)脂固化。常溫或低溫固化一般選用胺類(lèi)固化劑,加溫固化則常用酸酐、芳香類(lèi)固化劑。  

環(huán)氧值是鑒定環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的*主要指標,環(huán)氧樹(shù)脂的型號劃分就是根據環(huán)氧值的不同來(lái)區分的。環(huán)氧值是指100克樹(shù)脂中所含環(huán)氧基的克當量數。


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