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1、新型材料乙烯基聚酯树脂介绍新型材料乙烯基聚酯树脂介绍 王天堂 陆士平（上海富晨化工有限公司 上海 200235）摘要：本文主要介绍了一种新开发的的特种树脂乙烯基聚酯树脂。关键词：乙烯基 应用 聚酯树脂 1、前言前言 目前，国内外的不饱和聚酯树脂和环氧乙烯基酯技术发展较快，种类繁多，包括最为常用的邻苯型树脂和间苯型树脂、环氧乙烯基酯树脂，但综观以上各大类不饱和树脂，用户在决定用于具体应用场合时的树脂选择并不多。一般情况下，选择邻苯型不饱和树脂或间苯型不饱和树脂用于常规的 FRP 制作，选用乙烯基酯树脂用于有高强度要求或耐腐蚀场合的复合材料制作，但是，乙烯基酯树脂的成本相对较高，在一些非耐腐蚀场合
2、并有高力学性能要求的复合材料制作时，目前国内外客户只能选择环氧乙烯基树脂。近期上海富晨化工有限公司新研发推出了一种新型的高性能不饱和树脂，称乙烯基聚酯树脂(Vinyl Polyester Resin,简称“VPR“)，该树脂综合了乙烯基酯树脂和通用不饱和树脂的特点，从而让用户有更多的选择。2、乙烯基聚酯树脂（乙烯基聚酯树脂（VPR）性能介绍）性能介绍 VPR乙烯基聚酯树脂是一种溶于苯乙烯液含有不饱和双键的特殊结构的不饱和聚酯树脂，VPR 乙烯基聚酯树脂具有较好的耐蚀性能，优于间苯型不饱和树脂，力学性能与标准型环氧乙烯基树脂相当的，尤其是耐疲劳性能和动态载荷性能；另外，较通用树脂，VPR 乙烯基
3、聚酯树脂又具有良好的耐候性能，同时 VPR乙烯基聚酯树脂又具有良好的玻纤浸润性能和工艺性能，适合于各种 FRP 成型工艺，包括纤维缠绕、拉挤、手糊、喷射等各种复合材料工艺。21VPR 乙烯基聚酯树脂的基本树脂指标 VPR 乙烯基聚酯树脂具有中低粘度的特点，与一般的间苯型不饱和聚酯树脂或环氧乙烯基酯树脂无异，表 2.1 中列出了 VPR 乙烯基聚酯树脂的常规指标。表 2.1 液体树脂的指标(25):表 2.1 液体树脂的指标(25):项 目 数 值 测试方法 外观 透明淡黄液体 粘度 Pa?S 0.50 GB7193.187 酸值 mg KOH/g 13 GB289582 固体含量 60 GB7
4、193.387 胶凝时间 min 13-30 GB7193.687 安定性 25下 6 个月 22VPR 乙烯基聚酯树脂的力学性能 富晨系列 VPR 乙烯基聚酯树脂具有与乙烯基酯树脂相当的力学性能，具有良好的韧性和抗疲劳特性，更具有较高的延伸率，我们对目前常用的间苯型不饱和聚酯树脂与标准型乙烯基酯树脂进行了力学性能比较，表 2.2 中列出了有关性 1能比较表。表表 2.2 树脂浇铸体物理特性比较（树脂浇铸体物理特性比较（25）项目项目 VPR-01 VPR-02 间苯（间苯（199）环氧乙烯基环氧乙烯基拉伸强度 MPa 70 80 64 82 拉伸模量 MPa1033.2 3.2 4.0 3.
5、28 延伸率 3.5 4.5 2.4 4.8 弯曲强度 MPa 120 110 110 115 弯曲模量 MPa1033.7 3.6 3.5 3.7 Barcol 硬度 40 45 40 40 热变形温度 105 100 115 105 23 VPR 乙烯基聚酯树脂的耐腐蚀性能 VPR 乙烯基聚酯树脂能够提供与环氧乙烯基酯树脂相当的力学性能的同时，也具有良好的耐腐蚀特性，较通用的不饱和聚酯树脂更好的耐腐蚀特性，表 2.3中列出了，VPR 乙烯基聚酯树脂的几个常规耐腐蚀特性。表表 2.2 VPR-01 乙烯基聚酯树脂的耐腐蚀特性乙烯基聚酯树脂的耐腐蚀特性 化学介质 化学介质 浓度（%）浓度（%）
6、建议使用温度（）建议使用温度（）化学介质化学介质浓度（%）浓度（%）建议使用温度（）建议使用温度（）盐酸 10 70 丙酮 ALL NR 5 40 乙醇 10 50 氢氧化钠 40 35 四氯化碳ALL 50 硝酸 10 30 氯水 ALL 40 氨水 20 40 干氯气 ALL 60 氯化钡 ALL 90 燃料油 ALL 80 硫酸 50 40 双氧水 10 40 氯化铁 100 50 机油 ALL 80 次氯酸 10 40 苯酚 ALL NR 硝酸铝 ALL 70 铬酸钠 ALL 60 氯化铵 ALL 60 尿素 30 40 注：1、ALL 表示“100%浓度”或“饱和溶液”，NR 表示“
7、不推荐；2、在玻璃钢制作时，尤其是耐碱场合及其它强腐蚀场合，应该进行后固化处理；3、由于试验条件的局限，本公司只提供了常规化学品介质的耐温数据。3、乙烯基聚酯树脂（乙烯基聚酯树脂（VPR）的应用）的应用 由于 VPR 乙烯基聚酯树脂的独特性能以及较为合理的成本，使该新型材料具有广泛的应用前景：31 混凝土中的玻璃钢加强筋：在常规的钢筋混凝土中，各种腐蚀性气体、腐蚀剂、防冻剂和盐等与钢筋接触后生锈膨胀，导致混凝土开裂减少了钢筋混凝土的使用寿命，在化工污染严重地区、海岸建筑、海洋结构件、水边码头的建筑物受到的腐蚀尤为严重。而玻璃钢筋混凝土是用玻璃钢筋代替普通钢筋来增强混凝土，从而大大的提高混凝土结
8、构的综合性能和使用寿命。玻璃钢钢筋混凝土是近 2年来国外开发的一种新型建筑材料，展示了良好的发展前景和应用潜力，年增长率为 15%。目前一般通过拉挤成型制作玻璃钢加强筋，其中较常用的基体树脂为环氧树脂和乙烯基酯树脂和一部分不饱和聚酯树脂，考虑到混凝土本身及一些介质的腐蚀性、经济性，以及玻璃钢加强的各种力学性能强度等，VPR 乙烯基聚酯树脂是最佳的选择，VPR 乙烯基聚酯树脂制作的玻璃钢加强筋除了优越的耐腐蚀性能外，还具有下述的优点：（1）整体性好，VPR 玻璃钢筋混凝土能够承受剧烈的温差变化。因为玻璃钢筋混凝土的线膨胀系数相近，不会破坏整体构造。（2）抗震效果好，VPR 玻璃钢轻质高强，可以减
9、少建筑物的重量，减少地震造成的危害，节省建筑材料及基础建筑结构。（3）介电性能优越，玻璃钢是绝缘体，在高频电磁场中，玻璃钢不会如钢筋那样由于涡流效应而产生热量，导致热应力产生的混凝土开裂，另外玻璃钢是非金属材料，对于电磁波的发射、吸收没有影响，适合于非磁性环境要求的设备结构。同时玻璃钢筋混凝土轻质高强，易于搬运和安装，特别适合大跨度结构件等，除此之外，较普通钢筋混凝土，其隔音、隔热及减振等性能均更优越。32 高压 FRP 制品的制作：在一些油田的石油开采中等工业生产中，需要大量的纤维缠绕玻璃钢管道，由于在石油开采中，要考虑耐腐蚀性、耐高压性和耐温性等要求，目前常用的树脂为乙烯基酯树脂和环氧树脂
10、，但 VPR 乙烯基聚酯树脂是一个更好的选择。结合高压 FRP 管道的应用要求，VPR 乙烯基聚酯树脂具有以下特点：（1）耐腐蚀性能：油田的传输介质中含有氯离子等各种腐蚀介质，pH 值一般介于 6.28.3 之间，同时一些油田如胜利油田处于滨海地区，土壤盐碱含量高，地下水位高，内外腐蚀均很重。而选用 VPR 乙烯基聚酯树脂就可以很好耐油田环境的腐蚀；（2）耐高压性：一般高压玻璃钢管线的的正常工作压力要求达到 24Mpa，而常规的通用不饱和树脂不可能达到该要求；（3）耐温性：油田中的输送介质的温度均较高，虽然就不同的阶段时的温度有所差别，但基本上能够达到 65-75，而通用不饱和树脂在该温度下使
11、用时，基体树脂易发生力学强度损耗、化学降解等，从而影响制品的复合强度，最后导致玻璃钢制品失效。33 船舶制品：玻璃钢船舶由于轻质、耐腐蚀和表面光洁等特点，而在各个国家得到大量推广使用。而选用 VPR 乙烯基聚酯树脂较通用树脂具有更高的耐温度性能、耐腐蚀性能、耐水性能和力学强度，不失为一种作为船舶制品的上佳的结构材料。我们对 VPR 乙烯基聚酯树脂按玻璃纤维增强塑料耐水性试验方法（GB2575-89）进行了耐水性试验，结果见表 3.1：表 3.1 VPR1 乙烯基聚酯树脂耐水性试验 表 3.1 VPR1 乙烯基聚酯树脂耐水性试验 试 验 条 件 试 验 条 件 结 果 结 果 24 小时 25
12、增重 0.015%2 小时 100 增重 0.43%从以上的数据可以 VPR 乙烯聚酯树脂具有良好的耐水性能。34 大型 FRP 产品制作：目前由于玻璃钢制品的特点，在生产中得到大量的应用，如一些大型储罐、风能装置中的叶片等，国外一般在制作大型 FRP 储罐时，均会选择一种整体材料，即从结构树脂到耐腐蚀树脂均会选择乙烯基酯树脂，而在国内由于成本方面的因素，结构树脂会基本上选用通用树脂，在需要防腐蚀的 3玻璃钢制品一侧用乙烯基酯树脂。厚度一般情况下为 2-3mm，但这个结构可能会导致最后防腐蚀的失效，这是因为由于作为结构层的通用树脂的强度不高或高温下的强度保留率不高，如在大型尺寸的整体玻璃钢储罐
13、制作中，在高位液体盛放时，在储罐的下部，FRP 壁受的内压是相当大的，采用通用树脂的情况下就容易出现失效，同时，若内侧的液体经常有排入或放出的情况下，FRP 储罐承受的实际不是一种静态载荷，而更多情况下的是一种动态载荷，则就要求结构树脂的耐疲劳性能或韧性好，而 VPR 乙烯基聚酯树脂就能很好的满足这种技术要求，同时代替部分乙烯基树脂作为结构树脂可以节省成本。另外如大型的风机叶片的制作（大于 20m 的尺寸等），不仅要求树脂有较高的力学强度，又要求结构树脂具有良好的耐疲劳性能，VPR 乙烯基聚酯树脂是一个良好的选择，同时 VPR 乙烯基聚酯树脂又较通用的树脂具有更好的耐候性。35 耐疲劳 FRP
14、 拉挤型材：由于 VPR 乙烯基聚酯树脂良好的工艺性和耐疲劳特性，比较适合拉挤玻璃钢型材的制作，因为 VPR 乙烯基聚酯树脂可以提供更佳的力学强度和性能，而较乙烯基树脂更具有成本上的优势。36 胶衣树脂：另外，根据 VPR 乙烯基聚酯树脂的韧性特点，可以适合制作胶衣树脂，我们对 VPR 乙烯基聚酯树脂进行了耐沸水煮性能试验，结果如下：项目 煮沸时间 结果 丙二醇类胶衣 3d 表面呈微裂纹，失重 新戊二醇类胶衣 9d 表面呈微裂纹，失重 VPR 乙烯基聚酯树脂 30d 表面良好 从上面的试验结果表明，VPR 乙烯基聚酯树脂具有良好的耐水煮性能，适合制作胶衣的制作。4、结论结论 从以上的介绍中可以看出：乙烯聚酯树脂（VPR）不失为一种高性能的特种树脂，在复合材料领域值的推广。Introduction of new type resin-vinyl polyester resin Wang Tiantang Lu Shiping（Shanghai Fuchen Chemicals Co;Shanghai 200235）Abstract：Abstract：a new type resin called vinyl polyester resins is introduced.Keywords：Keywords：vinyl application polyester 4