不饱和聚酯树脂的热氧化抗变黄研究

背景:

不饱和聚酯树脂是一种常用的热固性树脂,在玻璃钢、人造石、胶黏剂、涂料等有广泛应用。但不饱和聚酯树脂的耐热性较差,绝大多数不饱和聚酯树脂的热变形温度都在50~60℃,特别是在热和光的环境下,容易与空气中的氧发生热氧发应而加速老化,而且不饱和树脂制品中通常会引入铜、钴、锌等元素的化合物,该类元素也会使不饱和聚酯加速氧化降解。

为了阻止不饱和聚酯树脂的热氧老化,通常加入抗氧剂能防止或延迟不饱和聚酯的黄变现象。不饱和聚酯树脂在应用过程中是通过催化剂引发大量的自由基,但在固化过程中加入氧化剂,容易导致固化困难和抗氧剂的性能效果降低,因此本文尝试以市场多种不同类型抗氧剂测试,寻找出一种不会对不饱和树脂固化有太大影响,同时抗氧化性能突出的抗氧剂。

我们选择市场上比较常见的几种类型抗氧剂

助剂名称抗氧剂种类形态供应商
抗氧剂1076受阻酚类抗氧剂粉末巴斯夫
抗氧剂565硫代类抗氧剂粉末巴斯夫
抗氧剂Y-180亚磷酸酯类抗氧剂液体古德新材料
抗氧剂S-150受阻酚类抗氧剂液体古德新材料

制作样品

在量杯依次加入一定质量的不饱和树脂、0.2%用量抗氧剂、Co促进剂、MEKP,搅拌均匀,固化一定时间,再在80°C烤箱40分钟。

助剂名称抗氧剂种类效果结论
无抗氧剂凝胶正常、成品微黄色
抗氧剂1076受阻酚类抗氧剂凝胶延迟1/3、黄变稍微加深不适用
抗氧剂565硫代类抗氧剂不凝胶、黄变加深严重不适用
抗氧剂Y-180亚磷酸酯类抗氧剂凝胶正常、黄变变浅适用
抗氧剂S-150受阻酚类抗氧剂凝胶延迟1/3、黄变稍微加深不适用

以上实验表明亚磷酸酯类的Y-180抗氧剂适用于不饱和树脂体系,样品颜色变浅,对凝胶时间几乎不影响,以下继续以Y-180作实验,分别以不添加,添加0.4%Y-180,添加0.8%Y-180进行150度烘烤100分钟加速黄变老化测试。

从实验结果可以看出,不添加与添加0.8%的Y-180,黄变增加值为2,添加0.4%与0.8%的Y-180相差值为0.5%,而Y-180在0.8%的添加量下凝胶时间也出现了约1/5的延迟现象。

综上所述,Y-180对比市场常见的抗氧化剂在不饱和聚酯树脂的抗老化效果十分显著,考虑成本与效果,在不饱和树脂Y-180使用0.5%左右为比较经济的添加量,且对凝胶反应影响不大。


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