第24届中国国际复材展上海富晨推出LSE及无苯乙烯特种VER树脂技术

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众所周知，不饱和聚酯树脂具有良好的物理性能，耐腐蚀性，光泽度，丰满度，并且加工简便，成本经济，广泛应用于玻璃钢复合材料、胶衣、工艺品、防腐蚀工程等领域。

常规的不饱和聚酯生产工艺主要以二元醇和二元酸酐为原料缩聚得到，再使用不饱和单体对其进行稀释得到较低黏度的高分子溶液。理论上，含有双键的单体都可以用作不饱和聚酯的活性稀释剂，然而，综合考虑单体黏度、稀释效果、稳定性、材料价格、固化速率等多种因素，目前，不饱和聚酯树脂中（含乙烯基酯类树脂）最常用的活性单体为苯乙烯，一般苯乙烯加入量为树脂质量分数的 30%~50%，苯乙烯一方面充当溶剂，降低了树脂的黏度，另一方面参与固化阶段的自由基聚合交联。

苯乙烯在常温下蒸汽压为 853.26Pa，容易挥发，在不饱和聚酯树脂的生产、包装、运输、使用过程中，在玻璃钢成型过程中，特别是在手糊成型或喷射成型等开模成型工艺，苯乙烯因大量挥发，对环境造成污染，并对操作者的身体健康造成影响（见表1 ），同时对环境造成一定的污染，为此欧美各国出台了相关法规以限制生产和使用中苯乙烯的挥发量。因此如何有效降低不饱和聚酯树脂体系中苯乙烯挥发量已引起了政府和社会公众的普遍关注。开发低挥发型或无苯乙烯的不饱和聚酯树脂产品成了各国科研人员的研究热点，如何趋利避害，更好的进行工艺创新和改进，使材料对人体和环境存在的潜在危害降到最低，亦是近年来企业关注的焦点和产品研发的重要方向。

表1、Threshold Toxicity Values 毒性阀值
浓度		症状
100ppm	420 mg/m3	刺激细胞黏膜、眼部和上呼吸道
200 ppm	840 mg/m3	刺激眼部和鼻腔，中枢神经；产生嗜睡感、恶心、行动不协调、时间反应延缓
350 ppm	1488 mg/m3	显著影响中枢神经，导致行动不协调
600-800 ppm	2520-3360 g/m3	眼睛和上呼吸道有直接、强烈的刺激感

所以各个厂家均在研发低苯乙烯的树脂，目前降低苯乙烯挥发的主要是几种方法手段：

（1）、外成膜剂法

通过在涂料中加入外成膜剂来抑制苯乙烯挥发主要有两种作用机理：（1）物理法：配制涂料时，将少量石蜡或其他难溶性物质分散于树脂溶液中，当涂料被涂布于基材表面后，由于苯乙烯向表层挥发的驱动力且溶解度有限，外成膜剂会自发而迁移至涂膜表面形成一层薄膜，阻拦苯乙烯的挥发；（2）化学法：另一类外成膜剂具有一定的反应性，当树脂中的成膜剂与空气中氧接触反应，快速成膜，从而也可以阻止苯乙烯挥发。当加入量为1%-2%时，苯乙烯挥发量可减少40%-50%，但成膜添加剂对涂膜表面效果造成不良影响，降低光泽度等，需要打磨才能得到光泽较好的表面。

（2）、低苯乙烯含量法

这种方法通常是合成低黏度不饱和聚酯，从而可以减少苯乙烯的使用量，一种方法是：可以使用封端法，使得不饱和聚酯的分子量适当地降低一些；另一种方法是合成三维球形结构的超支化聚合物，减少分子链之间的相互缠结，也可能对黏度有所降低。这些方法可以一定程度上减少苯乙烯使用量从而减少挥发，但是，并没有从根本上解决问题。

（3）、低挥发性单体替代法

使用高沸点的不饱和单体作为稀释剂可以从根本上减少挥发。

（4）、紫外光固化法

以活性UV单体取代或部分取代苯乙烯，并通过UV优化工艺来减少苯乙烯的挥发。

（5）、 使用苯乙烯抑制添加剂

苯乙烯抑制添加剂大多是碘值较高的干性油或烯丙基型单体等高活性的不饱和单体改性的不饱和聚酯苯乙烯溶液，它在常温或低温下与空气中的氧反应活性就很高。

基于目前的这种市场环境和需求，上海富晨作为国内知名的高性能乙烯基酯树脂的专业生产厂家，在多年的技术研究基础上，新推出一种新型的LSE技术的乙烯基酯树脂，该技术在利用树脂基体合成技术的基础上，引入特定化学基团，可抵制部分苯乙烯的挥发，同时，减少苯乙烯的含量，并复合一些常用的LSE技术，以降低苯乙烯的含量和挥发量。上海公司对该技术应用的树脂进行了各方面的测试与评估，苯乙烯含量可以达到10%的用量，并对各理化性能进行了表征，包括力学性能、层间结合强度、固化特性、储存稳定性等各方面进行了测试，没有性能上的损耗，在静态条件下测试苯乙烯的挥发性，可比原通用乙烯基树脂苯乙烯挥发量降低10倍。我们同时通过气相色谱仪测试了树脂的苯乙烯挥发。

但是，虽然LSE技术的引入，很大程度上改善了乙烯基树脂的环境友好特性，但是这也只是相对的，在静态环境下，苯乙烯的挥发量得到大幅度的改改善，但在动态环境或施工作业重要任务下，如喷射等工况下，苯乙烯的挥发情况并没有得到根本的改观。最近，上海富晨化工有限公司在多年潜心研究基础上，成功开发了无苯乙烯（SF）技术的环氧乙烯基树脂，这类树脂的固化和成型工艺与常规的乙烯基树脂没有差异，但固化后的层合的性能较之提高5-10%，尤其是耐冲击性和韧性方面得到了很大的改善。

随着这几年FRP的性能的得到认可，但对材料阻燃性能的要求也越来越高，在某些特定领域，普通的阻燃等级已不能满足使用要求，同时国家和相关部门对环保的重视也上升到空前的高度，一系列环保政策相继出台，更加剧了对更高阻燃等级和环保性能树脂的研发和应用。其中上海富晨在无苯乙烯树脂技术的基础上，特别研发了难燃VER树脂FC9800SF，该产品是一款不含苯乙烯、无刺激性气味、低VOC的特种化学难燃型VER,除兼具常规阻燃VER的典型性能外，还具备优良的阻燃和自熄性能，耐化学和耐氧化性能突出，与玻纤有良好的相容性和机械性能，因为可广泛应用于：

1、封闭或狭少空间的作业，如：不开挖管道修补、双壁罐的制作；

2、难燃或不燃等高要求的FPR制品：FRP烟囱、烟道、脱硫塔、管道、容器或设备等。

3、有电焊、焊渣等作业的工况环境；

4、强氧化介质作用的FRP防腐蚀衬里；

5、有强酸性腐蚀的特殊行业和场合，如：电子厂车间地坪、沟槽、围堰等；

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