耐酸性玻璃钢拉挤电绝缘芯棒的研制

1 引  言 
       环氧树脂是一种热 固性树脂，自 1930年问世，1947年美国实现工业化生产以来，至今已有50多年历史了。由于环氧树脂具有优异的力学性能，良好的 化学稳定性、电气绝缘性、耐腐蚀性，因而广泛应用于 涂料、胶粘剂、电子电气、水利交通和航空航天等各个领域。但随着相关产业技术水乎的提高，对环氧树脂固化物的耐酸性以及耐热性提出了更高的要求。 有关环氧树脂的耐热性以及耐腐蚀性改性的研究都有报导，但cnfrp.net二者兼顾 的研究却很少。本文用丙烯酸改性酚醛环氧树脂，用 DDSA对其进行增韧，经过配方的设计筛选 ，开发出了一种耐酸性、耐热性以及工艺性都较好的树脂基体，它可以满足耐酸性玻cnfrp.net璃钢绝缘芯棒用树脂基体的要求，并通过 FT-IR对 合成物进行了分析 ，通过 DSC及凝胶化时间对固化过程进行了研究。对浇铸体耐酸性 、机电性能以及 对用此树脂基体制成的玻璃钢芯棒性能的测试．发 现其各项性能均符合要求。 

2 实 验
       2．1 原材料 
       环氧树脂：苯酚甲醛环氧树脂(F-44)，环氧值 0．40，无锡树脂厂生产；丙烯酸：北京东方化工厂生产；固化剂 ：甲基六氢苯酐(MeHHPA)，嘉必联兴化工新材料有 限公 司生产 ；引发剂 ：过氧化二苯甲酰(BPO)，化学试剂；促进剂；DMlL3O的羧酸复盐，分子量 465，简称 R3N，HA；阻聚剂 ：对苯二 酚化学试 剂；增韧剂 ：十二烯基丁酸酐(DDSA)，相对分子质肇 266，沸点 180～182℃(666Pa)。
      2．2 试样的制备
      (1)改性环氧树脂的制备
      在一三 口烧瓶 中加入一定量的酚醛环氧树脂和 对苯二酚，充氮气保护并搅拌升温cnfrp.net，使体系控制在所需要的温度，充分搅拌下，将一定比例的丙烯酸和促 进剂的混合物逐渐滴加到体系中，滴加速度以体系 温度不著上升为宜，滴完后继续反应至终点。加 入约反应物总量3倍的温水搅拌洗涤 1O分钟，静嚣 分层，清出水层，反复3次，抽真空脱水cnfrp.net后，放人真空 烘箱中(温度控制在60℃以下 )干燥一昼夜 。
       (2)浇铸体的制备
       将改性的树脂加热，加入一定量的引发剂、固化剂、增韧剂以及促进剂等制成胶液，将此胶液浇铸到 事先预热到90'I2的模具中，放人真空干燥箱中，按照 9o℃／3h+150℃／3h+180℃／3h条件固化，冷却至室温，清模加工到规定尺寸备用。
    2．3 仪器分析与性能测试
    耐化学性能按 GB3857--87进行；质量变化率按 GB1446--88进行；酸值测定 ：按 GB／T2B95--82进 行；巴柯硬度：按 GB3854--83进行；凝胶化时间：采 用英国进 121自动控温凝胶时间测定仪用热板测定； DSC：采用 PF-IR-1700 示差扫描量热仪测试；热变形温度：按 GB／1634--79在国产 Rw-3型热变形 温度测试仪 中测试；FFT-IR：采用 PE-IR-1700型傅立叶红外光潜仪测试；力学性能和电气性能：按 IEc一11O9—92标准进行测试。

3 结果与讨论 
       3．1 树脂基体配方设计
       由于用丙烯酸改性的环氧树脂仅在末端含有酯 基和不饱和双键。主链是环氧树脂，这与双酚 A聚 酯不同，它不禽有多个重复的酯基和双键。由于酯键浓度减少，就不易被介质侵蚀，即使两端酯键被破坏，分子链易断裂，树脂的耐腐蚀性优异[41  因此， 本文用丙烯酸对酚醛环氧树脂进行改性．当量比为 0：3：1，使部分环氧基团转化为乙烯基酯基。这样政性后的树脂不但具有酚醛环氧树脂良好的耐热性，优异的力学性能以及 电绝缘性能 ，还具有不饱和聚酯树脂 良好的工艺特性，耐化学腐蚀性能优异。佩和大多数的热固性树脂一样，改性后的树脂具有足够的刚度，却存在性脆的问题。因此．我们用 DDSA对其增韧。它既是一种增韧剂又是一种环氧树脂固 化剂，增韧效果很好。由于其固化物热变形温度低， 故用最不宜太多。
       3．1．I 合成反应温度的确定
       本实验在催化剂存在下，环氧基与羧基当量比 为 1：0：3，从80-120℃进行了实验，结果列于表 1
 
       由表 1可以看出，随着温度升高，反应速度明显地加快。因为温度升高，一方面分子的碰撞几率增大，另一方面体系的粘度下降，有利于分子的接触和碰撞 ，从而反应速度加快，故要提高反应的速度应尽可能地升高反应温度。但若将反应温度cnfrp.net升得过高，则会产生凝胶，反应温度以 120℃为宜。
        3．1．2 催化剂用量的稳 定
       本实验以 DMP_3O的羧酸复盐为催化剂，反应 时间为 3h，用量从 0．10％ ～0 35％实验结果列于表 2。由表 2可以看出，随着催化剂用量的增加 ，反应 速度明显加快，一定时间内转化率显著提高，当催化 剂用量到 0．25％时，转化率达到 94．7％，再增加催 化剂用量，转化率增加不明显。冈此，确定催化剂用 量为 0．25～0．35％，反应时间为 3h。


        图 1中 (a)是 酚醛 环 氧树 脂 的红 外 潜 图 910era  处是环氧基的特征吸收峰，1030cm 是醚瞧 的吸收峰。图 1中(b)是丙烯酸政性后树脂的潜图。 在 1705cm 附近是酚醛环氧丙烯酸酯的羰基吸收峰 1640cm 处是双键 的特征吸收峰。由于丙烯酸仅与部分酚 醛环氧基发 生开环反应 ，故 9lOom  处环氧基特征吸收峰并没有消失，3450em 附近开环生成的羟基吸收带加宽。