淺談不飽和聚酯樹脂錨固劑

  摘 要:本文讓大家深入認識錨固劑,闡明錨固劑的一些內在原理,以利于能指導生產。
  關鍵詞:不飽和聚酯樹脂;填料;錨固劑

  引 言:從近幾年來樹脂錨固劑生產廠家的產品質量看,大多生產廠家多少都存在一些質量問題,如樹脂錨固劑貯存穩定性不好,造成產品報廢;凝膠時間達不到要求;膠泥分層;強度不高等。本文讓大家深入認識錨固劑,闡明錨固劑的一些內在原理,以利于能指導生產。
  一、不飽和聚酯樹脂錨固劑的固化機理
  樹脂錨固劑中注要靠不飽和聚酯樹脂發生聚合反應而固化。由于不飽和聚酯樹脂有雙鍵存在,與單體(如苯乙烯)的混合物(即樹脂)。在室溫及氧、光的作用下,能逐漸聚合而固化。加入阻聚劑可降低聚合速度,延長儲存期,但經過數月到數年后,自己也能逐漸固化。在生產上,使用樹脂時,為使樹脂很快固化,需加入一定量的固化劑,樹脂在加熱或加速劑后,就能發生交聯聚合。聚合是靠自由基引發,而固化劑為有機過氧化物,到一定溫度(一般70℃以上)才能發生分解出自由基。因此,在常溫條件下固化(冷固化),必須加入加速劑(促進劑),促進有機過氧化物(固化劑)提前分解出自由基。這些自由基能很快引發線性不飽和聚酯樹脂和苯乙烯交聯固化,反應生成不溶不熔的堅硬固體。
  目前國內常溫條件下對錨固劑固化的控制主要采用的固化體系為:過氧化苯甲酰與二甲基苯胺固化體系。由于二甲基苯胺的氮原子上有一對未成鍵的電子對,極性很強,所以二甲基苯胺對過氧化苯甲酰發生非均裂分解,產生正、負離子,不穩定的正離子配價鍵斷裂產生自由基,反應式如下:

  這個反應熱效應很高,放出的熱足以使過氧化苯甲酰熱分解轉變為大量自由基:

  這些自由基能再與不飽和聚酯和苯乙烯反應。
  與苯乙烯摻和后的不飽和聚酯樹脂在固化前是一種與苯乙烯混溶的線性高聚物。這種線性高聚物在固化劑與加速劑分解出自由基作用下,就能在常溫下引發共聚合,產生固化得到三向交聯的網狀結構。錨固劑就由膠狀塑性體變為堅硬固體,并把桿體與孔壁圍巖粘結在一起。
  二、不飽和聚酯樹脂錨固劑固化過程
  樹脂與錨固劑的固化過程實際上是一個放熱反應過程,化學上稱為交聯聚合過程。從物理現象可分為三個階段。
  1、凝膠階段。固化劑、加速劑與樹脂錨固劑攪拌開始到錨固劑變為軟膠狀態。這時,膠泥溫度上升。其所需時間稱為膠凝時間。
  2、硬化階段。錨固劑膠泥由軟膠狀態變為固體狀態,此時膠泥內溫度上升速度加快。這一變化過程中所需時間稱為增長時間。
  3、完全固化階段。變硬后的膠泥的硬度繼續發展,直至完全固化??赡苄枰獛滋?、幾星期或更長時間。
  三、錨固劑中使用的主要原材料
  樹脂錨固劑生產中所需的主要原材料有樹脂(一般為不飽和聚酯樹脂),固化劑和,填充到樹脂中不起化學反應的各種礦物質填料,充填到樹脂中不起化學反應的各種礦物質填料,以及某些改善樹脂錨固劑性能的觸變劑、膨脹劑、消泡劑等。
  1、樹脂。目前國內錨固劑廠家所用的樹脂大部分為不飽和聚酯樹脂,也有其他樹脂在使用,如雙環戊二烯樹脂、環氧樹脂等。這些樹脂均是很好的粘結材料,任何一種在調試后都能滿足錨固劑的所有性能指標,只是互相間稍有所差異。
  2、固化劑。針對不飽和聚酯樹脂的固化劑主要為有機過氧化物類,如過氧化苯甲酰、2,4