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    不饱和聚酯树脂价格 浅谈不饱和聚酯树脂锚固剂

    时间:2019-01-21 03:37:30 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘 要:本文让大家深入认识锚固剂,阐明锚固剂的一些内在原理,以利于能指导生产。   关键词:不饱和聚酯树脂;填料;锚固剂   中图分类号:TQ22 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0136-02
      
      引言:从近几年来树脂锚固剂生产厂家的产品质量看,大多生产厂家多少都存在一些质量问题,如树脂锚固剂贮存稳定性不好,造成产品报废;凝胶时间达不到要求;胶泥分层;强度不高等。本文让大家深入认识锚固剂,阐明锚固剂的一些内在原理,以利于能指导生产。
      一、不饱和聚酯树脂锚固剂的固化机理
      树脂锚固剂中注要靠不饱和聚酯树脂发生聚合反应而固化。由于不饱和聚酯树脂有双键存在,与单体(如苯乙烯)的混合物(即树脂)。在室温及氧、光的作用下,能逐渐聚合而固化。加入阻聚剂可降低聚合速度,延长储存期,但经过数月到数年后,自己也能逐渐固化。在生产上,使用树脂时,为使树脂很快固化,需加入一定量的固化剂,树脂在加热或加速剂后,就能发生交联聚合。聚合是靠自由基引发,而固化剂为有机过氧化物,到一定温度(一般70℃以上)才能发生分解出自由基。因此,在常温条件下固化(冷固化),必须加入加速剂(促进剂),促进有机过氧化物(固化剂)提前分解出自由基。这些自由基能很快引发线性不饱和聚酯树脂和苯乙烯交联固化,反应生成不溶不熔的坚硬固体。
      目前国内常温条件下对锚固剂固化的控制主要采用的固化体系为:过氧化苯甲酰与二甲基苯胺固化体系。由于二甲基苯胺的氮原子上有一对未成键的电子对,极性很强,所以二甲基苯胺对过氧化苯甲酰发生非均裂分解,产生正、负离子,不稳定的正离子配价键断裂产生自由基,反应式如下:
      
      这个反应热效应很高,放出的热足以使过氧化苯甲酰热分解转变为大量自由基:
      
      这些自由基能再与不饱和聚酯和苯乙烯反应。
      与苯乙烯掺和后的不饱和聚酯树脂在固化前是一种与苯乙烯混溶的线性高聚物。这种线性高聚物在固化剂与加速剂分解出自由基作用下,就能在常温下引发共聚合,产生固化得到三向交联的网状结构。锚固剂就由胶状塑性体变为坚硬固体,并把杆体与孔壁围岩粘结在一起。
      二、不饱和聚酯树脂锚固剂固化过程
      树脂与锚固剂的固化过程实际上是一个放热反应过程,化学上称为交联聚合过程。从物理现象可分为三个阶段。
      1、凝胶阶段。固化剂、加速剂与树脂锚固剂搅拌开始到锚固剂变为软胶状态。这时,胶泥温度上升。其所需时间称为胶凝时间。
      2、硬化阶段。锚固剂胶泥由软胶状态变为固体状态,此时胶泥内温度上升速度加快。这一变化过程中所需时间称为增长时间。
      3、完全固化阶段。变硬后的胶泥的硬度继续发展,直至完全固化。可能需要几天、几星期或更长时间。
      三、锚固剂中使用的主要原材料
      树脂锚固剂生产中所需的主要原材料有树脂(一般为不饱和聚酯树脂),固化剂和,填充到树脂中不起化学反应的各种矿物质填料,充填到树脂中不起化学反应的各种矿物质填料,以及某些改善树脂锚固剂性能的触变剂、膨胀剂、消泡剂等。
      1、树脂。目前国内锚固剂厂家所用的树脂大部分为不饱和聚酯树脂,也有其他树脂在使用,如双环戊二烯树脂、环氧树脂等。这些树脂均是很好的粘结材料,任何一种在调试后都能满足锚固剂的所有性能指标,只是互相间稍有所差异。
      2、固化剂。针对不饱和聚酯树脂的固化剂主要为有机过氧化物类,如过氧化苯甲酰、2,4―二氯过氧化苯甲酰、过氧化叔丁烷等。目前常用的为过氧化苯甲酰,俗称BPO和在超快速锚固剂中使用的2,4―二氯过氧化苯甲酰,俗称DC。两种引发剂外观均为白色粉末,干品极不稳定,摩擦、撞击、遇热或遇还原剂即能引起爆炸。为了贮存安全,一般加入25~30%的水。固化剂糊中的BPO含量严格讲是有效氧含量,为固化剂糊的重要检测指标。有效氧含量直接影响锚固剂的凝胶时间,特别在中速型号的锚固剂表现更明显,有效氧含量越高,凝胶时间越快,但也有上限。在超快速锚固剂中必须通过DC来辅助。
      3、加速剂(促进剂)。为加速树脂固化反应,提高固化剂引发速度的少量化合物叫加速剂即促经剂。
      目前常用的促进剂为N,N―二甲基苯胺(简称DMA),是由甲醇与苯胺在加压下由硫酸做催化剂制成。二甲基苯胺与过氧化苯甲酰配合使用,其冷固化速度快,效果良好。树脂中DMA掺量的多少直接影响锚固剂的凝胶时间,和固化剂配合,可以很方便的调整锚固剂的凝胶时间,满足所需要的指标。但DMA的掺量不是越大越好,一定的掺量后对凝胶时间影响不大,但是却会一定程度上降低锚固剂的强度指标,太少又分离不出足量的自由基,效果同样不好。
      4、填料。树脂锚固剂中加入填料是十分必要的,它可以相对地减少树脂用量,降低成本,可以调整树脂稠度,增加树脂触变性,防止树脂在锚孔中外流,可以增加锚固剂密实度,降低树脂收缩率,提高粘结可靠性,以及在树脂快速固化过程中,能及时吸收化学反应产生的热量,防止树脂产生热烈现象。选择的填料,应是不含水的惰性材料,并与树脂、固化剂、加速剂不发生化学反应。许多矿物原料均可作为填料,如白云石粉、石英粉、石灰石粉、瓷粉、碳酸钙粉以及黄沙、小颗粒花岗岩、石灰石、石英石等。目前国内锚固剂厂家使用最多的是石灰石,因为石灰石粉价廉质优,材料来源广泛。
      5、触变剂。能使树脂在静止时保持高粘度、不流动状态,在外力(如搅拌时)作用下又能变为流动性液体的化合物称为触变剂。常用触变剂有可溶性聚氯乙烯粉和活性二氧化硅。活性二氧化硅又叫白炭黑,有沉淀法生产和气相法生产两种。沉淀法生产的白炭黑在树脂中的掺量应在2%以上,气相法生产的白炭黑一般1%甚至更低就能达到效果,它的触变指数高。无论采用那种白炭黑,其在树脂中的搅拌速度要求较高,搅拌速度越高,触变性能越好。搅拌速率一般�500r/min为宜。当惰性填料掺入量较大时,亦能起触变作用。触变剂主要用于较稀锚固剂,以防止锚孔中树脂外流,在一般锚固剂中还可防止贮存期间填料的沉淀、分层现象。
      此外,根据锚固剂用途与配方的不同,必要时,可掺加防收缩的膨胀剂,如聚苯乙烯颗粒,还可掺加消除搅拌时产生大量气泡的消泡剂,如硅烷等。
      四、锚固剂几个主要性能指标的影响因素
      1、强度。影响锚固剂的强度(包括抗压和抗拉强度)因素较多,主要有:(1)不饱和聚酯树脂的品种和质量。(2)填料的品种及掺量。(3)锚固剂的配方,主要指固化剂的配方及在锚固剂中的比例
      2、凝胶时间。(1)不饱和聚酯树脂的原料组成与配方。(2)固化剂与促进剂的选择及在树脂锚固剂中的掺量。(3)填料的品种及掺量
      3、胶泥分层。主要是指胶泥中填料的沉淀,虽然通过大量实验证明对使用中拉拔力的影响不大,但会影响锚固剂外观和产品的可信性。它的主要影响因素有:(1)胶泥中填料颗粒大小、级配及掺量。(2)触变剂的品种及掺量。(3)搅拌方式
      4、有效期(贮存期)。(1)不饱和聚酯树脂的有效期。(2)胶泥中填料的品种及杂质含量(主要指铁)。(3)促进剂的品种掺量。(4)贮存条件的好坏
      结束语:不饱和聚酯树脂锚固剂固化机理和过程都比较简单,所需原材料各类不多,采购方便。生产时只要精心操作,一般不会出现大的质量问题。但大部分厂家的技术人员虽然能生产出锚固剂,但对锚固剂的认识不足,希望本文能对大家有所帮助。
       作者单位:安徽淮河化工股份有限公司科研所
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