Die Entwicklung vonungesättigtes PolyesterharzDie Geschichte von ungesättigten Polyesterharzen reicht über 70 Jahre zurück. In dieser kurzen Zeit haben sich ungesättigte Polyesterharze hinsichtlich Produktion und technischem Niveau rasant weiterentwickelt. Sie haben sich zu einer der gängigsten Sorten in der Duroplastindustrie entwickelt. Im Zuge der Entwicklung ungesättigter Polyesterharze erscheinen immer mehr technische Informationen auf Produktpatenten, in Fachzeitschriften und Fachbüchern. Mittlerweile werden jährlich Hunderte von Erfindungspatenten im Zusammenhang mit ungesättigten Polyesterharzen angemeldet. Die Produktions- und Anwendungstechnologie für ungesättigte Polyesterharze ist mit der Produktionsentwicklung deutlich ausgereifter geworden und hat nach und nach ein eigenes, einzigartiges und umfassendes technisches System der Produktions- und Anwendungstheorie entwickelt. Ungesättigte Polyesterharze haben in der Vergangenheit einen besonderen Beitrag zur allgemeinen Verwendung geleistet. Zukünftig werden sie in einigen Spezialbereichen Anwendung finden, während gleichzeitig die Kosten für Allzweckharze sinken. Nachfolgend sind einige interessante und vielversprechende Arten ungesättigter Polyesterharze aufgeführt, darunter: Harz mit geringer Schrumpfung, flammhemmendes Harz, schlagzähes Harz, Harz mit geringer Styrolverflüchtigung, korrosionsbeständiges Harz, Gelcoat-Harz, lichthärtendes Harz. Ungesättigte Polyesterharze, kostengünstige Harze mit besonderen Eigenschaften und leistungsstarke Baumfinger, die mit neuen Rohstoffen und Verfahren synthetisiert werden.
1. Harz mit geringer Schrumpfung
Diese Harzart ist möglicherweise ein altes Thema. Ungesättigtes Polyesterharz geht während der Aushärtung mit einer starken Schrumpfung einher, und die allgemeine Volumenschrumpfungsrate beträgt 6–10 %. Diese Schrumpfung kann das Material stark verformen oder sogar reißen lassen, nicht jedoch beim Formpressen (SMC, BMC). Um diesen Nachteil zu überwinden, werden üblicherweise thermoplastische Harze als schrumpfungsarme Additive verwendet. DuPont erhielt 1934 ein Patent auf diesem Gebiet mit der Patentnummer US 1.945.307. Das Patent beschreibt die Copolymerisation von zweibasischen Antelopelicsäuren mit Vinylverbindungen. Offensichtlich war dieses Patent damals ein Pionier der schrumpfungsarmen Technologie für Polyesterharze. Seitdem haben sich viele Menschen der Erforschung von Copolymersystemen gewidmet, die damals als plastische Legierungen galten. 1966 wurden Marcos schrumpfungsarme Harze erstmals beim Formen und in der industriellen Produktion eingesetzt.
Die Plastics Industry Association nannte dieses Produkt später „SMC“, was für Sheet Molding Compound steht, und seine schrumpfungsarme Vormischung „BMC“ für Bulk Molding Compound. Bei SMC-Platten ist es generell erforderlich, dass die aus Harz geformten Teile eine gute Passungstoleranz, Flexibilität und erstklassigen Glanz aufweisen und Mikrorisse auf der Oberfläche vermieden werden, was eine geringe Schrumpfrate des passenden Harzes erfordert. Natürlich wurde diese Technologie seitdem durch viele Patente immer weiter verbessert, und das Verständnis des Mechanismus des Schrumpfungseffekts ist allmählich ausgereift, und mit der Zeit sind verschiedene Schrumpfungshemmer oder Low-Profile-Additive entstanden. Häufig verwendete Schrumpfungshemmer-Additive sind Polystyrol, Polymethylmethacrylat und dergleichen.
2.Flammhemmendes Harz
Manchmal sind flammhemmende Materialien genauso wichtig wie die Rettung von Medikamenten, und flammhemmende Materialien können Katastrophen verhindern oder eindämmen. In Europa ist die Zahl der Todesfälle durch Feuer im letzten Jahrzehnt dank des Einsatzes von Flammschutzmitteln um etwa 20 % gesunken. Auch die Sicherheit flammhemmender Materialien selbst ist sehr wichtig. Die Standardisierung der in der Industrie verwendeten Materialien ist ein langwieriger und schwieriger Prozess. Die Europäische Gemeinschaft führt derzeit Gefährdungsbeurteilungen für viele halogen- und halogenphosphorhaltige Flammschutzmittel durch, von denen viele zwischen 2004 und 2006 abgeschlossen sein werden. Derzeit werden in unserem Land im Allgemeinen chlor- oder bromhaltige Diole oder zweibasische Halogenersatzstoffe als Rohstoffe zur Herstellung reaktiver flammhemmender Harze verwendet. Halogen-Flammschutzmittel entwickeln beim Verbrennen viel Rauch und setzen hochreizende Halogenwasserstoffe frei. Der dichte Rauch und der giftige Smog, die während des Verbrennungsprozesses entstehen, verursachen große Schäden für die Menschen.
Mehr als 80 % aller Brandunfälle sind darauf zurückzuführen. Ein weiterer Nachteil von Flammschutzmitteln auf Brom- oder Wasserstoffbasis besteht darin, dass bei ihrer Verbrennung korrosive und umweltschädliche Gase entstehen, die elektrische Bauteile beschädigen können. Anorganische Flammschutzmittel wie hydratisiertes Aluminiumoxid, Magnesium, Baldachin, Molybdänverbindungen und andere Flammschutzadditive können raucharme und wenig toxische Flammschutzharze erzeugen, obwohl sie eine deutliche Rauchunterdrückungswirkung haben. Ist die Menge des anorganischen Flammschutzfüllstoffs jedoch zu groß, erhöht sich nicht nur die Viskosität des Harzes, was sich negativ auf die Konstruktion auswirkt, sondern eine große Menge des zusätzlichen Flammschutzmittels beeinträchtigt auch die mechanische Festigkeit und die elektrischen Eigenschaften des Harzes nach dem Aushärten.
Zahlreiche ausländische Patente berichten derzeit über die Verwendung von phosphorbasierten Flammschutzmitteln zur Herstellung von flammhemmenden Harzen mit geringer Toxizität und Rauchentwicklung. Phosphorbasierte Flammschutzmittel haben eine starke flammhemmende Wirkung. Die bei der Verbrennung entstehende Metaphosphorsäure polymerisiert zu einem stabilen Polymer und bildet eine Schutzschicht auf der Oberfläche des zu verbrennenden Objekts. Sie isoliert Sauerstoff, fördert die Dehydratation und Karbonisierung der Harzoberfläche und bildet einen karbonisierten Schutzfilm. Dadurch wird die Verbrennung verhindert. Gleichzeitig können phosphorbasierte Flammschutzmittel auch in Kombination mit halogenierten Flammschutzmitteln eingesetzt werden, was einen deutlichen Synergieeffekt ergibt. Die zukünftige Forschung im Bereich flammhemmender Harze liegt auf geringer Rauchentwicklung, geringer Toxizität und niedrigen Kosten. Das ideale Harz ist rauchfrei, wenig toxizitätsarm, kostengünstig, beeinträchtigt das Harz nicht, besitzt inhärente physikalische Eigenschaften, benötigt keine zusätzlichen Materialien und kann direkt in der Harzproduktionsanlage hergestellt werden.
3.Härtungsharz
Im Vergleich zu den ursprünglichen ungesättigten Polyesterharzen wurde die Zähigkeit des Harzes deutlich verbessert. Mit der Entwicklung der nachgelagerten Industrie für ungesättigte Polyesterharze werden jedoch neue Anforderungen an die Leistungsfähigkeit ungesättigter Harze gestellt, insbesondere hinsichtlich der Zähigkeit. Die Sprödigkeit ungesättigter Harze nach der Aushärtung stellt ein erhebliches Problem dar und behindert deren Entwicklung. Ob gegossenes Kunsthandwerk, Form- oder Wickelprodukt – die Bruchdehnung ist ein wichtiger Indikator für die Qualitätsbewertung von Harzprodukten.
Derzeit verwenden einige ausländische Hersteller die Zugabe von gesättigtem Harz zur Verbesserung der Zähigkeit. Diese Methode, beispielsweise die Zugabe von gesättigtem Polyester, Styrol-Butadien-Kautschuk und carboxyterminiertem (Suo-) Styrol-Butadien-Kautschuk usw., gehört zu den physikalischen Härtungsverfahren. Sie kann auch verwendet werden, um Blockpolymere in die Hauptkette von ungesättigtem Polyester einzuführen, beispielsweise in die durchdringende Netzwerkstruktur, die aus ungesättigtem Polyesterharz, Epoxidharz und Polyurethanharz gebildet wird, wodurch die Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit des Harzes deutlich verbessert werden. Diese Härtungsmethode gehört zu den chemischen Härtungsverfahren. Auch eine Kombination aus physikalischer und chemischer Härtung ist möglich, beispielsweise durch Mischen eines reaktiveren ungesättigten Polyesters mit einem weniger reaktiven Material, um die gewünschte Flexibilität zu erreichen.
SMC-Platten werden derzeit aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Designflexibilität häufig in der Automobilindustrie eingesetzt. Wichtige Bauteile wie Fahrzeugverkleidungen, Hecktüren und Außenverkleidungen erfordern eine hohe Zähigkeit. Die Schutzbleche können sich nach einem leichten Aufprall in begrenztem Maße zurückbiegen und nehmen ihre ursprüngliche Form wieder an. Eine Erhöhung der Zähigkeit des Harzes geht häufig mit dem Verlust anderer Harzeigenschaften wie Härte, Biegefestigkeit, Hitzebeständigkeit und Aushärtungsgeschwindigkeit während der Herstellung einher. Die Verbesserung der Zähigkeit des Harzes ohne Verlust anderer inhärenter Harzeigenschaften ist zu einem wichtigen Thema in der Forschung und Entwicklung ungesättigter Polyesterharze geworden.
4. Harz mit niedrigem Styrol-Flüchtigkeitsgehalt
Bei der Verarbeitung von ungesättigtem Polyesterharz kann flüchtiges, giftiges Styrol die Gesundheit der Bauarbeiter stark schädigen. Gleichzeitig wird Styrol in die Luft abgegeben, was zu erheblicher Luftverschmutzung führt. Daher begrenzen viele Behörden die zulässige Styrolkonzentration in der Luft von Produktionsstätten. In den USA beispielsweise liegt der zulässige Expositionswert (PEL) bei 50 ppm, während er in der Schweiz bei 25 ppm liegt. Ein so niedriger Gehalt ist nicht leicht zu erreichen. Auch die Möglichkeit einer starken Belüftung ist eingeschränkt. Gleichzeitig führt eine starke Belüftung zum Verlust von Styrol von der Produktoberfläche und zur Verflüchtigung großer Mengen Styrol in die Luft. Um die Styrolverflüchtigung von Grund auf zu reduzieren, müssen daher Maßnahmen in der Harzproduktionsanlage ergriffen werden. Dies erfordert die Entwicklung von Harzen mit geringer Styrolflüchtigkeit (LSE), die die Luft nicht oder weniger belasten, oder von ungesättigten Polyesterharzen ohne Styrolmonomere.
Die Reduzierung des Gehalts an flüchtigen Monomeren ist in den letzten Jahren ein Thema, das von der ausländischen Industrie für ungesättigte Polyesterharze entwickelt wurde. Derzeit werden viele Methoden angewendet: (1) die Methode der Zugabe von Inhibitoren mit geringer Flüchtigkeit; (2) die Formulierung von ungesättigten Polyesterharzen ohne Styrolmonomere verwendet Divinyl, Vinylmethylbenzol und α-Methylstyrol, um Vinylmonomere mit Styrolmonomeren zu ersetzen; (3) die Formulierung von ungesättigten Polyesterharzen mit niedrigem Styrolmonomergehalt besteht darin, die oben genannten Monomere zusammen mit Styrolmonomeren zu verwenden, beispielsweise unter Verwendung von Diallylphthalat. Die Verwendung von hochsiedenden Vinylmonomeren wie Estern und Acrylcopolymeren mit Styrolmonomeren; (4) Eine andere Methode zur Verringerung der Styrolverflüchtigung besteht darin, andere Einheiten wie Dicyclopentadien und seine Derivate in das Harzgerüst ungesättigter Polyester einzuführen, um eine niedrige Viskosität zu erreichen und letztendlich den Gehalt an Styrolmonomeren zu verringern.
Um das Problem der Styrolverflüchtigung zu lösen, müssen die Eignung des Harzes für bestehende Formverfahren wie Oberflächenspritzen, Laminieren und SMC-Formverfahren, die Rohstoffkosten für die industrielle Produktion sowie die Kompatibilität mit dem Harzsystem, die Reaktivität, Viskosität und mechanischen Eigenschaften des Harzes nach der Formgebung umfassend berücksichtigt werden. In meinem Land gibt es keine klaren Gesetze zur Beschränkung der Styrolverflüchtigung. Angesichts der Verbesserung des Lebensstandards und des wachsenden Gesundheits- und Umweltschutzbewusstseins der Bevölkerung ist es jedoch nur eine Frage der Zeit, bis in einem Land mit einem niedrigen Konsumniveau wie unserem entsprechende Gesetze erforderlich werden.
5.Korrosionsbeständiges Harz
Ein wichtiger Vorteil ungesättigter Polyesterharze ist ihre Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chemikalien wie organischen Lösungsmitteln, Säuren, Basen und Salzen. Experten für ungesättigte Harznetzwerke haben die korrosionsbeständigen Harze in folgende Kategorien eingeteilt: (1) o-Benzol-Typ; (2) Isobenzol-Typ; (3) p-Benzol-Typ; (4) Bisphenol-A-Typ; (5) Vinylester-Typ; sowie weitere wie Xylol-Typ, halogenhaltige Verbindungen usw. Nach jahrzehntelanger Forschung durch mehrere Generationen von Wissenschaftlern sind die Korrosion von Harzen und die Mechanismen ihrer Korrosionsbeständigkeit umfassend erforscht. Das Harz wird durch verschiedene Methoden modifiziert, beispielsweise durch die Einführung eines schwer korrosionsbeständigen Molekulargerüsts in ungesättigtes Polyesterharz oder durch die Verwendung von ungesättigtem Polyester, Vinylester und Isocyanat zur Bildung einer interpenetrierenden Netzwerkstruktur, die für die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit des Harzes von entscheidender Bedeutung ist. Die Korrosionsbeständigkeit ist sehr effektiv, und Harze, die durch Mischen von Säureharz hergestellt werden, weisen ebenfalls eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf.
GegenüberEpoxidharze,Die geringen Kosten und die einfache Verarbeitung ungesättigter Polyesterharze sind große Vorteile. Laut Experten für ungesättigte Harze ist die Korrosionsbeständigkeit von ungesättigtem Polyesterharz, insbesondere die Alkalibeständigkeit, der von Epoxidharz deutlich unterlegen. Epoxidharz kann nicht ersetzt werden. Der zunehmende Einsatz von Korrosionsschutzböden bietet Chancen und Herausforderungen für ungesättigte Polyesterharze. Daher bietet die Entwicklung spezieller Korrosionsschutzharze vielversprechende Perspektiven.
Gelcoat spielt bei Verbundwerkstoffen eine wichtige Rolle. Er dient nicht nur der Dekoration der Oberfläche von FRP-Produkten, sondern trägt auch zur Verschleißfestigkeit, Alterungsbeständigkeit und chemischen Korrosionsbeständigkeit bei. Experten des Unsaturated Resin Network zufolge liegt die Entwicklungsrichtung bei Gelcoat-Harzen in der Entwicklung von Gelcoat-Harzen mit geringer Styrolverflüchtigung, guter Lufttrocknung und hoher Korrosionsbeständigkeit. Es gibt einen großen Markt für hitzebeständige Gelcoats. Wird FRP-Material längere Zeit in heißes Wasser getaucht, bilden sich Blasen auf der Oberfläche. Gleichzeitig vergrößern sich die oberflächlichen Blasen durch das allmähliche Eindringen von Wasser in das Verbundmaterial allmählich. Die Blasen beeinträchtigen nicht nur das Aussehen des Gelcoats, sondern verringern auch allmählich die Festigkeitseigenschaften des Produkts.
Cook Composites and Polymers Co. aus Kansas, USA, stellt mit Epoxid- und Glycidylether-terminierten Verfahren ein Gelcoat-Harz mit niedriger Viskosität und hervorragender Wasser- und Lösungsmittelbeständigkeit her. Darüber hinaus verwendet das Unternehmen auch Polyetherpolyol-modifiziertes und Epoxid-terminiertes Harz A (flexibles Harz) sowie Dicyclopentadien (DCPD)-modifiziertes Harz B (hartes Harz). Nach der Compoundierung weist das wasserbeständige Harz nicht nur eine gute Wasserbeständigkeit, sondern auch eine hohe Zähigkeit und Festigkeit auf. Lösungsmittel oder andere niedermolekulare Substanzen dringen durch die Gelcoat-Schicht in das FRP-Materialsystem ein und bilden so ein wasserbeständiges Harz mit hervorragenden Gesamteigenschaften.
7. Lichthärtendes ungesättigtes Polyesterharz
Die lichthärtenden Eigenschaften von ungesättigtem Polyesterharz zeichnen sich durch eine lange Topfzeit und eine schnelle Aushärtung aus. Ungesättigte Polyesterharze erfüllen die Anforderungen zur Begrenzung der Styrolverflüchtigung durch Lichthärtung. Dank der Weiterentwicklung von Photosensibilisatoren und Beleuchtungsgeräten wurde der Grundstein für die Entwicklung lichthärtender Harze gelegt. Verschiedene UV-härtbare ungesättigte Polyesterharze wurden erfolgreich entwickelt und in großen Mengen produziert. Die Materialeigenschaften, die Prozessleistung und die Oberflächenverschleißfestigkeit werden verbessert, und auch die Produktionseffizienz wird durch den Einsatz dieses Verfahrens gesteigert.
8. Kostengünstiges Harz mit besonderen Eigenschaften
Zu diesen Harzen gehören Schaumharze und wasserhaltige Harze. Die Verknappung von Holzenergie nimmt derzeit in diesem Bereich zu. Zudem herrscht in der Holzverarbeitungsindustrie ein Fachkräftemangel, der zunehmend an Lohnkosten zunimmt. Diese Bedingungen ermöglichen den Eintritt technischer Kunststoffe in den Holzmarkt. Ungesättigte Schaumharze und wasserhaltige Harze werden aufgrund ihrer geringen Kosten und hohen Festigkeit als Kunsthölzer in der Möbelindustrie eingesetzt. Die Anwendung wird zunächst schleppend verlaufen, sich dann aber mit der kontinuierlichen Verbesserung der Verarbeitungstechnologie schnell weiterentwickeln.
Ungesättigte Polyesterharze können zu geschäumten Harzen verarbeitet werden, die als Wandpaneele, vorgefertigte Badezimmertrennwände und vieles mehr verwendet werden können. Die Zähigkeit und Festigkeit von geschäumtem Kunststoff mit ungesättigtem Polyesterharz als Matrix sind besser als die von geschäumtem PS; er lässt sich leichter verarbeiten als geschäumtes PVC; die Kosten sind niedriger als bei geschäumtem Polyurethan-Kunststoff, und durch die Zugabe von Flammschutzmitteln kann er zusätzlich flammhemmend und alterungsbeständig gemacht werden. Obwohl die Anwendungstechnologie für Harze ausgereift ist, wurde der Anwendung von geschäumtem ungesättigtem Polyesterharz in Möbeln bisher wenig Beachtung geschenkt. Nach eingehender Untersuchung haben einige Harzhersteller großes Interesse an der Entwicklung dieses neuen Materials gezeigt. Einige wichtige Probleme (Hautbildung, Wabenstruktur, Gel-Schäumungszeit-Verhältnis, Steuerung der exothermen Kurve) sind vor der kommerziellen Produktion noch nicht vollständig gelöst. Bis dahin kann dieses Harz aufgrund seiner geringen Kosten nur in der Möbelindustrie eingesetzt werden. Sobald diese Probleme gelöst sind, wird dieses Harz breite Anwendung in Bereichen wie der Herstellung von flammhemmenden Schaummaterialien finden, nicht nur aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit.
Wasserhaltige ungesättigte Polyesterharze lassen sich in zwei Typen unterteilen: wasserlösliche und Emulsionsharze. Bereits in den 1960er Jahren wurden im Ausland Patente und Literaturberichte zu diesem Thema veröffentlicht. Bei wasserhaltigen Harzen wird dem ungesättigten Polyesterharz vor der Gelbildung Wasser als Füllstoff zugesetzt. Der Wassergehalt kann bis zu 50 % betragen. Solche Harze werden als WEP-Harze bezeichnet. Sie zeichnen sich durch niedrige Kosten, geringes Gewicht nach der Aushärtung, gute Flammhemmung und geringe Schrumpfung aus. Die Entwicklung und Erforschung wasserhaltiger Harze begann in den 1980er Jahren und dauerte lange an. Sie wurden als Verankerungsmittel eingesetzt. Wässrige ungesättigte Polyesterharze sind eine neue Art von UPR. Die Technologie wird im Labor immer ausgereifter, die Anwendung wird jedoch noch wenig erforscht. Zu den Problemen, die noch gelöst werden müssen, gehören die Stabilität der Emulsion, einige Probleme beim Aushärtungs- und Formgebungsprozess sowie die Kundenakzeptanz. Im Allgemeinen verursacht ein 10.000 Tonnen schweres ungesättigtes Polyesterharz jährlich etwa 600 Tonnen Abwasser. Wenn die bei der Herstellung von ungesättigtem Polyesterharz entstehende Schrumpfung zur Herstellung wasserhaltiger Harze genutzt wird, sinken die Harzkosten und das Problem des Umweltschutzes bei der Produktion wird gelöst.
Wir handeln mit folgenden Harzprodukten: ungesättigtes Polyesterharz;Vinylharz; Gelcoatharz; Epoxidharz.
Wir produzieren auchGlasfaser-Direktroving,Glasfasermatten, Glasfasergewebe, UndGlasfasergewebe.
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Beitragszeit: 08.06.2022
