De ontwikkeling vanonverzadigde polyesterharsDe producten van onverzadigde polyesterhars hebben een geschiedenis van meer dan 70 jaar. In zo'n korte periode hebben onverzadigde polyesterharsen zich snel ontwikkeld op het gebied van productie en technisch niveau. Sinds de oprichting is het productaanbod van onverzadigde polyesterharsen uitgegroeid tot een van de grootste variëteiten in de thermohardende harsindustrie. Tijdens de ontwikkeling van onverzadigde polyesterharsen verschijnen er voortdurend technische informatie, zoals productoctrooien, vakbladen en technische boeken. Tot op heden worden er jaarlijks honderden octrooien verleend met betrekking tot onverzadigde polyesterharsen. Dit toont aan dat de productie- en toepassingstechnologie van onverzadigde polyesterharsen met de ontwikkeling van de productie steeds volwassener is geworden en geleidelijk een eigen, uniek en compleet technisch systeem van productie- en toepassingstheorie heeft gevormd. In het verleden hebben onverzadigde polyesterharsen een bijzondere bijdrage geleverd aan algemeen gebruik. In de toekomst zullen ze zich verder ontwikkelen naar specifieke toepassingsgebieden, waardoor tegelijkertijd de kosten van algemene harsen zullen dalen. Hieronder volgen enkele interessante en veelbelovende soorten onverzadigde polyesterharsen, waaronder: hars met lage krimp, vlamvertragende hars, versterkende hars, hars met lage styreenvervluchtiging, corrosiebestendige hars, gelcoat-hars en lichthardende hars. Onverzadigde polyesterharsen, goedkope harsen met speciale eigenschappen en hoogwaardige 'tree fingers' (harsen met hoge prestaties) gesynthetiseerd met nieuwe grondstoffen en processen.
1. Hars met lage krimp
Deze harssoort is misschien een oud onderwerp. Onverzadigde polyesterhars krimpt aanzienlijk tijdens het uitharden, met een algemene volumekrimp van 6-10%. Deze krimp kan het materiaal ernstig vervormen of zelfs doen barsten, met uitzondering van het compressievormproces (SMC, BMC). Om dit nadeel te ondervangen, worden thermoplastische harsen doorgaans gebruikt als additieven met een lage krimp. DuPont verleende in 1934 een patent op dit gebied, patentnummer US 1.945,307. Het patent beschrijft de copolymerisatie van dibasische antelopeliczuren met vinylverbindingen. Destijds was dit patent baanbrekend voor de technologie van lage krimp bij polyesterharsen. Sindsdien hebben veel onderzoekers zich toegelegd op de studie van copolymeersystemen, die toen werden beschouwd als kunststoflegeringen. In 1966 werden Marco's harsen met lage krimp voor het eerst gebruikt in spuitgieten en industriële productie.
De Plastics Industry Association noemde dit product later "SMC", wat staat voor Sheet Molding Compound, en de variant met lage krimp "BMC", wat staat voor Bulk Molding Compound. Voor SMC-platen wordt over het algemeen vereist dat de gegoten onderdelen een goede pasvorm, flexibiliteit en een A-kwaliteit glans hebben, en dat micro-scheurtjes aan het oppervlak worden vermeden. Dit vereist dat de gebruikte hars een lage krimp heeft. Natuurlijk hebben vele patenten sindsdien deze technologie verbeterd en verfijnd, en het inzicht in het mechanisme van het lage krimpeffect is geleidelijk aan volwassener geworden. Verschillende middelen of additieven met een lage krimp zijn ontwikkeld om aan de vraag te voldoen. Veelgebruikte additieven met een lage krimp zijn onder andere polystyreen en polymethylmethacrylaat.
2. Vlamvertragende hars
Brandvertragende materialen zijn soms net zo belangrijk als medische hulp bij brandgevaar, en ze kunnen rampen voorkomen of de gevolgen ervan beperken. In Europa is het aantal doden door brand de afgelopen tien jaar met ongeveer 20% gedaald dankzij het gebruik van brandvertragers. De veiligheid van brandvertragende materialen zelf is ook van groot belang. Het standaardiseren van de materialen die in de industrie worden gebruikt, is een langzaam en complex proces. De Europese Gemeenschap voert momenteel risicobeoordelingen uit voor veel halogeenhoudende en halogeen-fosforhoudende brandvertragers, waarvan er vele tussen 2004 en 2006 zullen worden afgerond. Momenteel gebruikt ons land over het algemeen chloorhoudende of broomhoudende diolen of dibasische halogeenvervangers als grondstoffen voor de productie van reactieve brandvertragende harsen. Halogeenhoudende brandvertragers produceren veel rook bij verbranding en daarbij ontstaat het zeer irriterende waterstofhalogenide. De dichte rook en giftige smog die tijdens het verbrandingsproces ontstaan, zijn zeer schadelijk voor de gezondheid.
Meer dan 80% van de brandongevallen wordt hierdoor veroorzaakt. Een ander nadeel van het gebruik van broom- of waterstofhoudende vlamvertragers is dat er bij verbranding corrosieve en milieuvervuilende gassen vrijkomen, wat kan leiden tot schade aan elektrische componenten. Het gebruik van anorganische vlamvertragers zoals gehydrateerd aluminiumoxide, magnesium, cellulose, molybdeenverbindingen en andere vlamvertragende additieven kan rookarme en giftigere vlamvertragende harsen opleveren, ondanks hun duidelijke rookonderdrukkende werking. Echter, als de hoeveelheid anorganische vlamvertrager te groot is, neemt niet alleen de viscositeit van de hars toe, wat ongunstig is voor de constructie, maar heeft een grote hoeveelheid vlamvertrager ook een negatieve invloed op de mechanische sterkte en elektrische eigenschappen van de hars na uitharding.
Momenteel beschrijven veel buitenlandse patenten de technologie van het gebruik van fosforhoudende vlamvertragers voor de productie van vlamvertragende harsen met een lage toxiciteit en lage rookontwikkeling. Fosforhoudende vlamvertragers hebben een aanzienlijk vlamvertragend effect. Het metafosforzuur dat tijdens de verbranding ontstaat, kan polymeriseren tot een stabiele polymeertoestand, waardoor een beschermende laag ontstaat die het oppervlak van het verbrandingsobject bedekt, zuurstof isoleert, de dehydratatie en carbonisatie van het harsoppervlak bevordert en een verkoolde beschermfilm vormt. Hierdoor wordt verbranding voorkomen. Tegelijkertijd kunnen fosforhoudende vlamvertragers ook in combinatie met halogeenhoudende vlamvertragers worden gebruikt, wat een zeer duidelijk synergetisch effect oplevert. De toekomstige onderzoeksrichting voor vlamvertragende harsen is uiteraard rookarm, laagtoxisch en kosteneffectief. De ideale hars is rookvrij, laagtoxisch, goedkoop, tast de hars niet aan, heeft inherente fysische eigenschappen, vereist geen toevoeging van extra materialen en kan direct in de harsfabriek worden geproduceerd.
3. Verhardingshars
Vergeleken met de oorspronkelijke varianten van onverzadigde polyesterhars is de taaiheid van de huidige harsen aanzienlijk verbeterd. Met de ontwikkeling van de downstream-industrie voor onverzadigde polyesterhars worden er echter steeds nieuwe eisen gesteld aan de prestaties van onverzadigde harsen, met name op het gebied van taaiheid. De brosheid van onverzadigde harsen na uitharding is een belangrijk probleem geworden dat de ontwikkeling van onverzadigde harsen beperkt. Of het nu gaat om een gegoten handwerkproduct of een gevormd of gewikkeld product, de rek bij breuk is een belangrijke indicator voor de kwaliteitsbeoordeling van harsproducten.
Momenteel gebruiken sommige buitenlandse fabrikanten de methode van het toevoegen van verzadigde hars om de taaiheid te verbeteren. Het toevoegen van bijvoorbeeld verzadigd polyester, styreen-butadieenrubber en carboxy-terminated (suo-)styreen-butadieenrubber valt onder de fysische versterkingsmethoden. Ook kan men blokpolymeren in de hoofdketen van onverzadigd polyester introduceren, zoals de interpenetrerende netwerkstructuur gevormd door onverzadigd polyesterhars, epoxyhars en polyurethaanhars, wat de treksterkte en slagvastheid van de hars aanzienlijk verbetert. Deze versterkingsmethode valt onder de chemische versterkingsmethoden. Een combinatie van fysische en chemische versterking is ook mogelijk, bijvoorbeeld door een reactiever onverzadigd polyester te mengen met een minder reactief materiaal om de gewenste flexibiliteit te bereiken.
Momenteel worden SMC-platen veelvuldig gebruikt in de auto-industrie vanwege hun lichte gewicht, hoge sterkte, corrosiebestendigheid en ontwerpflexibiliteit. Voor belangrijke onderdelen zoals carrosseriepanelen, achterdeuren en buitenpanelen is een goede taaiheid vereist, bijvoorbeeld voor carrosseriepanelen die tot op zekere hoogte terugbuigen en na een lichte impact weer hun oorspronkelijke vorm aannemen. Het verhogen van de taaiheid van de hars gaat vaak ten koste van andere eigenschappen, zoals hardheid, buigsterkte, hittebestendigheid en uithardingssnelheid tijdens de productie. Het verbeteren van de taaiheid van de hars zonder verlies van andere inherente eigenschappen is een belangrijk onderzoeksthema geworden in de ontwikkeling van onverzadigde polyesterharsen.
4. Laag styreen vluchtige hars
Tijdens de verwerking van onverzadigde polyesterhars kan het vluchtige, giftige styreen grote schade toebrengen aan de gezondheid van bouwvakkers. Tegelijkertijd komt styreen vrij in de lucht, wat ook ernstige luchtvervuiling veroorzaakt. Daarom stellen veel instanties een limiet aan de toegestane concentratie styreen in de lucht van productiewerkplaatsen. In de Verenigde Staten is de toegestane blootstellingslimiet (PEL) bijvoorbeeld 50 ppm, terwijl deze in Zwitserland 25 ppm bedraagt. Zo'n lage concentratie is niet gemakkelijk te bereiken. Ook sterke ventilatie biedt beperkingen. Tegelijkertijd leidt sterke ventilatie tot verlies van styreen van het productoppervlak en de vervluchtiging van een grote hoeveelheid styreen in de lucht. Het is daarom van essentieel belang om de vervluchtiging van styreen bij de bron aan te pakken in de harsfabriek. Dit vereist de ontwikkeling van harsen met een lage styreenvluchtigheid (LSE) die de lucht niet of minder vervuilen, of onverzadigde polyesterharsen zonder styreenmonomeren.
Het verminderen van het gehalte aan vluchtige monomeren is de afgelopen jaren een belangrijk onderwerp geweest voor de buitenlandse industrie van onverzadigde polyesterharsen. Er worden momenteel diverse methoden gebruikt: (1) het toevoegen van vluchtigheidsremmers; (2) het formuleren van onverzadigde polyesterharsen zonder styreenmonomeren door divinyl-, vinylmethylbenzeen- en α-methylstyreenmonomeren te gebruiken ter vervanging van vinylmonomeren die styreenmonomeren bevatten; (3) het formuleren van onverzadigde polyesterharsen met een laag gehalte aan styreenmonomeren door de bovengenoemde monomeren en styreenmonomeren te combineren, bijvoorbeeld door diallylftalaat te gebruiken in combinatie met hoogkokende vinylmonomeren zoals esters en acrylcopolymeren met styreenmonomeren; (4) een andere methode om de vervluchtiging van styreen te verminderen is het introduceren van andere eenheden, zoals dicyclopentadieen en derivaten daarvan, in het skelet van onverzadigde polyesterharsen om een lage viscositeit te bereiken en uiteindelijk het gehalte aan styreenmonomeren te verlagen.
Om het probleem van de vervluchtiging van styreen op te lossen, is het noodzakelijk om uitgebreid rekening te houden met de toepasbaarheid van de hars op bestaande vormmethoden zoals oppervlaktespuiten, lamineren en SMC-vormen, de kosten van grondstoffen voor industriële productie en de compatibiliteit met het harssysteem. Ook de reactiviteit van de hars, de viscositeit en de mechanische eigenschappen van de hars na het vormen moeten in overweging worden genomen. In mijn land bestaat er geen duidelijke wetgeving die de vervluchtiging van styreen beperkt. Echter, met de verbetering van de levensstandaard en het groeiende bewustzijn van de bevolking over de eigen gezondheid en milieubescherming, is het slechts een kwestie van tijd voordat relevante wetgeving nodig is voor een land met een nog niet verzadigde consumptie zoals het onze.
5. Corrosiebestendige hars
Een van de belangrijkste toepassingen van onverzadigde polyesterharsen is hun corrosiebestendigheid tegen chemicaliën zoals organische oplosmiddelen, zuren, basen en zouten. Volgens experts op het gebied van onverzadigde harsen worden de huidige corrosiebestendige harsen onderverdeeld in de volgende categorieën: (1) o-benzeentype; (2) iso-benzeentype; (3) p-benzeentype; (4) bisfenol A-type; (5) vinylestertype; en andere zoals xyleentype, halogeenhoudende verbindingen, enz. Na decennia van continu onderzoek door verschillende generaties wetenschappers zijn de corrosie van hars en het mechanisme van corrosiebestendigheid grondig bestudeerd. De hars wordt op verschillende manieren gemodificeerd, bijvoorbeeld door een moleculaire structuur die moeilijk corrosiebestendig is in de onverzadigde polyesterhars te introduceren, of door onverzadigde polyester, vinylester en isocyanaat te gebruiken om een interpenetrerende netwerkstructuur te vormen. Dit is zeer belangrijk voor het verbeteren van de corrosiebestendigheid van de hars. De corrosiebestendigheid is zeer effectief en hars geproduceerd door het mengen van zure hars kan ook een betere corrosiebestendigheid bereiken.
Vergeleken metepoxyharsen,De lage kosten en eenvoudige verwerking van onverzadigde polyesterharsen zijn grote voordelen gebleken. Volgens experts op het gebied van onverzadigde harsen is de corrosiebestendigheid, met name de alkalibestendigheid, van onverzadigde polyesterhars echter veel lager dan die van epoxyhars. Onverzadigde polyesterhars kan epoxyhars niet vervangen. De opkomst van corrosiebestendige vloeren creëert momenteel zowel kansen als uitdagingen voor onverzadigde polyesterharsen. De ontwikkeling van speciale corrosiebestendige harsen heeft daarom veelbelovende perspectieven.
Gelcoat speelt een belangrijke rol in composietmaterialen. Het heeft niet alleen een decoratieve functie op het oppervlak van FRP-producten, maar draagt ook bij aan slijtvastheid, verouderingsbestendigheid en chemische corrosiebestendigheid. Volgens experts van Unsaturated Resin Network is de ontwikkelingsrichting van gelcoathars gericht op het ontwikkelen van gelcoathars met een lage styreenvervluchtiging, goede luchtdroging en een sterke corrosiebestendigheid. Er is een grote markt voor hittebestendige gelcoats. Als het FRP-materiaal langdurig in heet water wordt ondergedompeld, ontstaan er blaasjes op het oppervlak. Tegelijkertijd zullen deze blaasjes, door de geleidelijke penetratie van water in het composietmateriaal, geleidelijk groter worden. De blaasjes beïnvloeden niet alleen het uiterlijk van de gelcoat, maar verminderen ook geleidelijk de sterkte-eigenschappen van het product.
Cook Composites and Polymers Co. uit Kansas, VS, gebruikt epoxy- en glycidylether-getermineerde methoden om een gelcoat-hars te produceren met een lage viscositeit en uitstekende water- en oplosmiddelbestendigheid. Daarnaast gebruikt het bedrijf ook een polyetherpolyol-gemodificeerde en epoxy-getermineerde hars A (flexibele hars) en een dicyclopentadieen (DCPD)-gemodificeerde hars B (stijve hars). Na compounding heeft de hars niet alleen een goede waterbestendigheid, maar ook een goede taaiheid en sterkte. Oplosmiddelen of andere laagmoleculaire stoffen dringen door de gelcoat-laag in het FRP-materiaalsysteem, waardoor een waterbestendige hars met uitstekende algehele eigenschappen ontstaat.
7. Lichthardende onverzadigde polyesterhars
De lichthardende eigenschappen van onverzadigde polyesterhars zijn een lange verwerkingstijd en een snelle uithardingstijd. Onverzadigde polyesterharsen kunnen voldoen aan de eisen voor het beperken van de vervluchtiging van styreen door lichtuitharding. Dankzij de vooruitgang in fotosensibilisatoren en belichtingsapparatuur is de basis gelegd voor de ontwikkeling van fotohardende harsen. Diverse UV-hardende onverzadigde polyesterharsen zijn met succes ontwikkeld en op grote schaal geproduceerd. De materiaaleigenschappen, de verwerkingsprestaties en de slijtvastheid van het oppervlak zijn verbeterd, en ook de productie-efficiëntie is toegenomen door dit proces.
8. Voordelige hars met speciale eigenschappen
Dergelijke harsen omvatten schuimharsen en watergedragen harsen. Momenteel neemt het tekort aan hout als energiebron toe. Er is ook een tekort aan geschoolde arbeidskrachten in de houtverwerkende industrie, en deze werknemers worden steeds meer betaald. Deze omstandigheden creëren kansen voor technische kunststoffen om de houtmarkt te betreden. Onverzadigde schuimharsen en watergedragen harsen zullen, vanwege hun lage kosten en hoge sterkte, worden ontwikkeld als kunsthout voor de meubelindustrie. De toepassing zal aanvankelijk traag verlopen, maar met de voortdurende verbetering van de verwerkingstechnologie zal deze toepassing zich snel ontwikkelen.
Onverzadigde polyesterharsen kunnen worden opgeschuimd tot schuimvormen die gebruikt kunnen worden als wandpanelen, voorgevormde badkamerwanden en meer. De taaiheid en sterkte van het schuimplastic met onverzadigde polyesterhars als matrix zijn beter dan die van PS-schuim; het is gemakkelijker te verwerken dan PVC-schuim; de kosten zijn lager dan die van polyurethaanschuim, en de toevoeging van vlamvertragers kan het bovendien vlamvertragend en anti-veroudering maken. Hoewel de toepassingstechnologie van harsen volledig is ontwikkeld, heeft de toepassing van onverzadigde polyesterharsschuim in meubels nog niet veel aandacht gekregen. Na onderzoek tonen sommige harsfabrikanten grote interesse in de ontwikkeling van dit nieuwe materiaaltype. Enkele belangrijke problemen (huidvorming, honingraatstructuur, relatie tussen gel- en schuimvormingstijd, beheersing van de exotherme curve) moeten nog volledig worden opgelost vóór commerciële productie. Totdat deze problemen zijn opgelost, kan deze hars vanwege de lage kosten alleen in de meubelindustrie worden toegepast. Zodra deze problemen zijn opgelost, zal deze hars op grote schaal worden gebruikt in bijvoorbeeld vlamvertragende schuimmaterialen, en niet alleen vanwege de economische voordelen.
Waterhoudende onverzadigde polyesterharsen kunnen worden onderverdeeld in twee typen: wateroplosbare en emulsie-type. Al in de jaren zestig van de vorige eeuw zijn er in het buitenland patenten en literatuurrapporten over dit onderwerp verschenen. Bij waterhoudende hars wordt water als vulmiddel aan de onverzadigde polyesterhars toegevoegd vóórdat de hars uithardt, waarbij het watergehalte tot wel 50% kan oplopen. Dergelijke hars wordt WEP-hars genoemd. Deze hars kenmerkt zich door lage kosten, een laag gewicht na uitharding, goede brandvertragende eigenschappen en een lage krimp. De ontwikkeling en het onderzoek naar waterhoudende hars in ons land begon in de jaren tachtig en is sindsdien gaande. Tot de toepassingen behoort het gebruik als verankeringsmiddel. Waterhoudende onverzadigde polyesterhars is een nieuw type UPR. De technologie in het laboratorium wordt steeds volwassener, maar er is nog weinig onderzoek gedaan naar de toepassing ervan. Problemen die nog moeten worden opgelost, zijn de stabiliteit van de emulsie, enkele problemen tijdens het uithardings- en vormproces en de acceptatie door de klant. Over het algemeen produceert een productie van 10.000 ton onverzadigde polyesterhars jaarlijks zo'n 600 ton afvalwater. Als de krimp die ontstaat tijdens het productieproces van onverzadigde polyesterhars wordt gebruikt voor de productie van waterhoudende hars, verlaagt dit de kosten van de hars en lost het het probleem van milieubescherming tijdens de productie op.
Wij handelen in de volgende harsproducten: onverzadigde polyesterhars;vinylhars; gelcoat hars; epoxyhars.
Wij produceren ookglasvezel direct roving,glasvezelmatten, glasvezelgaas, Engeweven glasvezelroving.
Neem contact met ons op:
Telefoonnummer: +8615823184699
Telefoonnummer: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Geplaatst op: 8 juni 2022
