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不饱和聚酯树脂回收 |
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现在到处可见树脂瓦的靓丽身影,随着生活水平的提高对于住宅的要求也越来越高,树脂瓦不仅而且造型美观漂亮。
穿梭在高速旁小村庄的屋面上不断闪过树脂瓦的身影,古老的村庄与现代化色彩鲜艳的树脂瓦相互交织,别有一番风味。近些年来国家将工作重心放在了农村发展之中,老百姓也真真切切的体会到了社会发展带来的甜头。作为衣食住行中重要的一环,住房的提升也是老百姓生活水平提升的重要标志。
以其重量轻、安装方便、防腐蚀、外观精美等等优点脱颖而出。
树脂瓦的使用特性:
1、在自然环境中具有超常的耐久性,它即使长期暴露恶劣条件下,仍能保持其颜色的稳定性。根据美国亚力桑那州和佛罗里等日光照射强烈地区户外使用结果,可以确保十年颜色变化E5;
2、良好的承载能力在温度较低的地区,即使屋顶常年积雪,合成树脂瓦不会产生表面损坏及断裂现象。经测试,在支撑间距660mm的情况下,加载150㎏,瓦不会产生裂痕和损坏;
3、隔音效果好试验:在遭受暴雨、大风等外界噪音影响时,合成树脂瓦具有很好的吸收噪音。
4、的耐腐蚀性能可以长期抵御酸、碱、盐等化学物质腐蚀。实验:在盐、碱及60%以下各种酸中浸泡无化学反应;
5、防火经国家防火部门按GB8624-2006标准检测,防火性能B1级,属难燃材料;
6、抗冲击,耐低温性能好经试验1公斤钢球从3米高自由落下不会产生裂纹,低温下抗冲击性能也十分显著。
本文研究了低粘度液态双酚F型环氧树脂的合成工艺条件对树脂性能的影响因素。双酚F型环氧树脂合成的工艺条件:环氧氯丙烷(ECH)/双酚F(BPF)=10/1,催化剂为苄基,用量为1,8%(mol/BPF),醚化温度为75℃,醚化时间为6,0h,闭环时间为1,0~1,5h,碱过量2%。
双酚F型环氧树脂苄基共缩聚
双酚F型液态环氧树脂具有较低的粘度,使用工艺性好,固化物耐腐蚀性等特点[1-3],且其固化物的力学性能与双酚A型环氧树脂相当,但是固化后交联密度高,存在内应力大、质脆,耐疲劳性、耐热性、耐冲击性、耐开裂性和耐湿热性较差等缺点[4-6]。为此,国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究,取得了丰硕的成果。与国外相比,我国生产的双酚F环氧树脂在粘度、性能等方面还有很大的差距,因此进一步研究双酚F环氧树的生产工艺条件是很有价值的。本文对双酚F型环氧树脂进行了合成,并对其进行了改性研究。
实验部分
(一)主要仪器设备及试剂
试剂:环氧氯丙烷均为工业品,,四丁基,苄基为分析纯试剂。
仪器:日本岛津FTIR-8700红外光谱仪(4000~400cm-1),产XT4双目显微熔点测定仪(温度计未经校正)。
(二)实验的合成原理
1、双酚F的合成原理;
2、双酚F环氧树脂的合成合成原理;
系统研究了含酚羟基有机烷氧基硅烷和间苯二酚/双酚F环氧树脂的合成工艺及其相应改性固化物的性能。用IR、VIP、液质联用仪等对合成产物进行了表征,并对固化物的性能进行了测试,分析、评价了改性效果。间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂的合成工艺是:间/双比为20:80,醚化温度是80℃,醚化时间5hrs,闭环温度为60℃,加碱速度为4g/10min;含酚羟基有机烷氧基硅烷的合成工艺是间苯二酚/二甲基二乙氧基硅烷=2.4:1(摩尔比),反应温度为110℃,反应时间为11hrs,催化剂Na用量为0.5%。系统研究了以为固化剂,2,4-咪唑为促进剂,间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂的固化条件及树脂固化物的性能,固化体系和固化条件为:间/双比为20:80的共聚树脂,为6%,2,4-咪唑为4%,固化温度110℃,固化时间为3hrs。间苯二酚/双酚F共聚型环氧树脂综合性能优于未改性双酚F环氧树脂,其粘度(25℃,以下同)。
技术领域
本发明涉及一种新型环氧树脂前质体双酚F,以双酚F为原料的环氧树脂与以双酚A为原料的环氧树脂相比,有黏度低、作业性优良等特点,同时也可被用作染料中间体、无溶剂型至固体份涂料、酚醛树脂的改性剂和稳定剂等方面,属于化学材料与领域。
背景技术
环氧树脂是复合材料的基体材料,种类繁多,性能优良,表现出优良的粘附力、力学性能、高绝缘性、优良的化学稳定性、形式及尺寸稳定性、热稳定性以及固化操作方便,使其用途为广泛。我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究,并以很快的速度投入了工业生产,至今已在全国各地蓬勃发展,除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产其他各种类型的新型环氧树脂,以满足建设及经济各部门的急需。
双酚F型环氧树脂是由双酚F(BPF)和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合而成的产物,它不仅具有双酚A型环氧树脂的一切优良特性,还有其特的性能,尤其是黏度远低于双酚A型环氧树脂。双酚F型环氧树脂黏度是双酚A型环氧树脂的1/4左右,使双酚F环氧树脂在使用过程中可以少加甚至不加溶剂和活性稀释剂,了生产过程中易然易爆的危险,减少了环境污染。并且可低温固化,拓展了使用范围,同时发现其力学性能远远优于双酚A环氧树脂。由于双酚F型环氧树脂具有其特的性能,国外环氧树脂主要生产有品种比较的双酚F型环氧树脂产品。国内外有关双酚F环氧树脂的合成及其性能研究的报道也表明双酚F环氧树脂研究开发的重要性。
双酚F作为一种重要的化工中间体,其环氧树脂具有黏度低、易于与固化剂交联、对纤维浸渍性好等优点,能满足大型风电叶片和加工注塑成型要求。此外,双酚F与环氧烷加成即可得到联苯二醇,此后与二元酸反应得到聚酯树脂。该树脂具有粘度低、机械性能好与化学性能等特点,特别适宜制造耐腐材料。双酚F还可加氢制成醇作为耐候性材料的原料、溴化制阻燃剂等。总之,由双酚F参与制造的制品,其耐热、耐水(湿)、绝缘等性能,特别是加工(作业)和力学性能都有显著的提高,因而能满足高分子涂料、电子级环氧树脂、铸塑及浇铸成型、阻燃性材料、大型风电环氧树脂等性能的要求,所以双酚F产品具有较好的开发和应用前景。然而,随着人们对双酚F性能的要求越来越高,目前的产品很难满足人们的需求,需要开发出性能更加优良的双酚F产品。
为了解决上述问题,本发明设计合成了一种新型环氧树脂前质体双酚F,该新型双酚F目前尚未见报道。
风力发电是鼓励和急需的节能环保项目。风电叶片露天工作,在承受强风载荷、砂粒冲刷、紫外线照射、大气氧化与腐蚀、酸盐腐蚀、材料成本等方面有较高的要求。目前兆瓦级风机叶片已采用碳纤维增强环氧树脂复合材料,所需的环氧树脂要求粘度低、对纤维浸透性好、耐冲击性能高、韧性好。通用型环氧树脂的粘度高、耐冲击性及耐候性差,漆膜在户外易粉化失光又欠,不宜作户外用涂料和胶粘剂。研发新型风电叶片环氧树脂具有非常重要的意义。新型双酚F环氧树脂具有粘度低、耐溶剂性强、耐冲击性能高、对纤维浸渍性和与玻璃钢复合性能好、使用成本低等优点而被看好用于制造风电叶片基制材料。主要原料双酚F在国外已有生产,但存在高酚醛比、性能的对位异构体含量低、收率低、产物后处理复杂等问题,且采用了大倍数循环蒸发套用,又在加热条件下反应,造成生产成本较高。而进口双酚F价格过高,致使国内双酚F环氧树脂规模化生产很少。论文先用、在磷酸催化剂和甲醇溶剂存在下,进行亲电取代反应制备了双酚F,研究了原料配比、催化剂磷酸用量、反应温度及时间对产物收率及其中对位异构体含量的影响,得到了工艺参数:/(mo1)=5:1,甲醇/=1:1,/磷酸=3:1,水/酸=2.5~3.0/1,反应温度45℃,反应时间5h,在此反应条件下,双酚F产品收率达92.2%(以计,即每摩尔可以得到的双酚F摩尔),所得的双酚F产物中4,4'-位异构体含量有73.2%。再用双酚F与环氧氯丙烷在催化剂四甲基存在下进行醚化反应,然后加入固体氢氧化钠进行环氧化脱氯反应,再精制得到双酚F环氧树脂。研究了原料配比、反应时间和温度对产品氯含量和环氧值的影响,确定了适宜的工艺条件:环氧氯丙烷/双酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/环氧氯丙烷=0.2,四甲基用量为2%(mol/BPF),醚化温度为80℃,时间为5h,环氧化催化剂为粉末状氢氧化钠,过量2%,闭环温度为70℃,时间为1.5~2.0h。在这一工艺条件下制得的双酚F型环氧树脂为浅黄色透明,低温流动性好,收率为91%,环氧值达到0.57,有机氯为2.110-4,无机氯为1.310-4。经傅里叶变换红外光谱和核磁共振分析,初步确认了所合成产品为双酚F环氧树脂。
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