CN110591272B - 一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂及其制备方法，所述树脂包括质量百分比为50～68％的A组分树脂原料、质量百分比为3～12％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；所述制备方法为：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，反应得到中间产物D；然后将中间产物D与C组分填充材料加入高混机进行混合后挤出；本发明采用改性剂对树脂原料进行改性处理，有效地提高了羟基含量，极大程度改善了树脂的粘度，在后期与玻璃纤维混合时，能够使得与玻璃纤维结合的更加紧密，从而有效地增强了玻璃钢制品的强度以及耐腐蚀性。

Description

一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃钢制品技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂及其制备方法。
背景技术
玻璃钢又称玻璃纤维增强塑料，是以玻璃纤维及其制品为增强材料，以合成树脂为粘合剂，经成型、固化等工序制作而成的一种复合材料。冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷却是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行，装置一般为桶状，故名为冷却塔。
由于玻璃钢具备较好的性能多用于制备冷却塔。而玻璃钢所使用的树脂主要有热塑性树脂和热固性树脂两大类。现有技术中，191为最常用的玻璃钢用树脂，该树脂在常温下即可成型，操作较为简单，但是由于其具备的机械强度和耐腐蚀性能都较为一般，导致最终的玻璃钢产品性能低下。
因此，现急需一种具有高强度耐腐蚀性能的用于冷却塔冷却用的玻璃钢用树脂。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂及其制备方法。
本发明的技术方案是：一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，包括质量百分比为50～68％的A组分树脂原料、质量百分比为3～12％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；
所述A组分树脂原料按照质量份数包括：85～135份环氧树脂、8～30份阴离子施胶剂、5～8份丁二烯单体；
所述B组分改性剂按照质量份数包括12～26份不饱和羧酸金属盐助交联剂、1～10份二异氰酸酯、1～8份甲基丙烯酸和1～5份改性胺固化剂；
所述C组分填充材料为聚苯乙烯。
进一步地，所述环氧树脂采用脂环族类环氧树脂；脂环族类环氧树脂具有良好的热稳定性，能够形成紧密的刚性分子结构，反应固化后材料结构紧密，具备更高的强度。
进一步地，作为一种改进，所述C组分填充材料为聚苯乙烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛按照质量比15:1:0.7混合的组合物；纳米二氧化硅、纳米二氧化钛能够有效地提高最终产物的耐腐蚀性和耐磨性。
进一步地，所述阴离子施胶剂为苯乙烯-丙烯酸阴离子施胶剂、苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂或苯乙烯-马来酸阴离子施胶剂的一种或两种；其在后期钢化玻璃的合成中能够与玻璃纤维链交联成为网状结构，形成更加密制的膜状物，因此具备更好的强度及耐腐蚀性。
进一步地，所述不饱和羧酸金属盐助交联剂采用甲基丙烯酸锌和二丙烯酸盐按照3:1混合组成；不饱和羧酸金属盐助交联剂能够与基体材料发生接枝交联，且由于锌离子的引入，能够有效地增强粘合性能，从而增加树脂原料之间的粘合。
进一步地，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯的一种；二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯含有不饱和键，其具备较高的活性，其具备更好的粘合性能。
进一步地，一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂的制备方法，具体包括：
步骤一：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，充分搅拌30min；然后在温度条件为75～85℃、搅拌转速为180～200r/min的条件下持续搅拌反应1～3h，然后在65℃条件下保温1h，得到中间产物D；
步骤二：将中间产物D与C组分填充材料加入高混机进行混合，然后在温度为100～150℃的条件下挤出。
进一步地，步骤二所述混合的具体步骤为：在温度为80℃、转速为300～500r/min的条件下混合45～50min。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
(1)本发明以脂环族类环氧树脂为玻璃钢用树脂原料，能够有效地提高后期的玻璃制品的强度，使得玻璃刚制品具备良好的机械性能；
(2)本发明采用改性剂对树脂原料进行改性处理，有效地提高了羟基含量，极大程度改善了树脂的粘度，在后期与玻璃纤维混合时，能够使得与玻璃纤维结合的更加紧密，从而有效地增强了玻璃钢制品的强度以及耐腐蚀性；
(3)本发明制备方法简单，具有制备工艺易操作、成本较低的特点，适合大量推广。
具体实施方式
实施例1：一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，包括质量百分比为50％的A组分树脂原料、质量百分比为3％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；
A组分树脂原料按照质量份数包括：85份环氧树脂、8份阴离子施胶剂、5～8份丁二烯单体；其中，环氧树脂采用脂环族类环氧树脂；
B组分改性剂按照质量份数包括12份不饱和羧酸金属盐助交联剂、1份二异氰酸酯、1份甲基丙烯酸和1份改性胺固化剂；其中，不饱和羧酸金属盐助交联剂采用甲基丙烯酸锌和二丙烯酸盐按照3:1混合组成；
C组分填充材料为聚苯乙烯。
其中，阴离子施胶剂为苯乙烯-丙烯酸阴离子施胶剂；二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；
该高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂的制备方法，具体包括：
步骤一：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，充分搅拌30min；然后在温度条件为75℃、搅拌转速为180r/min的条件下持续搅拌反应1h，然后在65℃条件下保温1h，得到中间产物D；
步骤二：将中间产物D与C组分填充材料加入高混机后，在温度为80℃、转速为300r/min的条件下混合45min；然后在温度为100℃的条件下挤出。
实施例2：与实施例1不同的是：阴离子施胶剂为苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂；二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯。
实施例3：与实施例1不同的是：阴离子施胶剂为苯乙烯-马来酸阴离子施胶剂。
实施例4：与实施例1不同的是：阴离子施胶剂为苯乙烯-丙烯酸阴离子施胶剂和苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂按照1:1进行混合的混合物；二异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯。
实施例5：与实施例1不同的是：阴离子施胶剂为苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂或苯乙烯-马来酸阴离子施胶剂按照1:1进行混合的混合物。
实施例6：与实施例1不同的是：C组分填充材料为聚苯乙烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛按照质量比15:1:0.7混合的组合物。
实施例7：一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，包括质量百分比为60％的A组分树脂原料、质量百分比为8％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；
A组分树脂原料按照质量份数包括：115份环氧树脂、18份阴离子施胶剂、6份丁二烯单体；其中，环氧树脂采用脂环族类环氧树脂；
B组分改性剂按照质量份数包括20份不饱和羧酸金属盐助交联剂、8份二异氰酸酯、5份甲基丙烯酸和3份改性胺固化剂；其中，不饱和羧酸金属盐助交联剂采用甲基丙烯酸锌和二丙烯酸盐按照3:1混合组成；
C组分填充材料为聚苯乙烯。
其中，阴离子施胶剂为苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂；二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；
该高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂的制备方法，具体包括：
步骤一：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，充分搅拌30min；然后在温度条件为80℃、搅拌转速为190r/min的条件下持续搅拌反应2h，然后在65℃条件下保温1h，得到中间产物D；
步骤二：将中间产物D与C组分填充材料加入高混机后，在温度为80℃、转速为400r/min的条件下混合45min；然后在温度为130℃的条件下挤出。
实施例8：一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，包括质量百分比为68％的A组分树脂原料、质量百分比为12％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；
A组分树脂原料按照质量份数包括：135份环氧树脂、30份阴离子施胶剂、8份丁二烯单体；其中，环氧树脂采用脂环族类环氧树脂；
B组分改性剂按照质量份数包括26份不饱和羧酸金属盐助交联剂、10份二异氰酸酯、8份甲基丙烯酸和5份改性胺固化剂；其中，不饱和羧酸金属盐助交联剂采用甲基丙烯酸锌和二丙烯酸盐按照3:1混合组成；
C组分填充材料为聚苯乙烯。
其中，阴离子施胶剂为苯乙烯-马来酸阴离子施胶剂；二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯；
该高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂的制备方法，具体包括：
步骤一：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，充分搅拌30min；然后在温度条件为85℃、搅拌转速为200r/min的条件下持续搅拌反应3h，然后在65℃条件下保温1h，得到中间产物D；
步骤二：将中间产物D与C组分填充材料加入高混机后，在温度为80℃、转速为500r/min的条件下混合50min；然后在温度为150℃的条件下挤出。
实验例：对本发明实施例1～8制备的玻璃钢冷却用树脂采用常规酸、碱、乙醇和漂白粉为介质在进行浸泡72h的耐腐蚀的实验，具体的实验结果(腐蚀率)
如下表：
Figure BDA0002193997200000061
Figure BDA0002193997200000071
结论：本发明实施例1～8所制备的玻璃钢冷却用树脂的腐蚀性性能较高，其中，C组分填充材料为聚苯乙烯、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛按照质量比15:1:0.7混合的组合物时，产物的耐腐蚀性最优。
需要说明的是，根据数据可以看出：在25℃条件与50℃条件下对玻璃钢冷却用树脂进行实验时，25℃条件下的腐蚀率出现较50℃条件下腐蚀率高的情况，本申请人猜测可能是实验介质受热易分解造成后期浸泡过程中浓度产生变化的缘故。

Claims (5)

1.一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，包括质量百分比为50～68％的A组分树脂原料、质量百分比为3～12％的B组分改性剂和余量的C组分填充材料；
其特征在于，所述A组分树脂原料按照质量份数包括：85～135份环氧树脂、8～30份阴离子施胶剂、5～8份丁二烯单体；
所述B组分改性剂按照质量份数包括12～26份不饱和羧酸金属盐助交联剂、1～10份二异氰酸酯、1～8份甲基丙烯酸和1～5份改性胺固化剂；
所述C组分填充材料为聚苯乙烯；
高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂的制备方法，具体包括：
步骤一：将A组分树脂原料和B组分改性剂按照所述质量百分比加入带有搅拌机的反应釜中，充分搅拌30min；然后在温度条件为75～85℃、搅拌转速为180～200r/min的条件下持续搅拌反应1～3h，然后在65℃条件下保温1h，得到中间产物D；
步骤二：将中间产物D与C组分填充材料加入高混机后在温度为80℃、转速为300～500r/min的条件下混合45～50min，然后在温度为100～150℃的条件下挤出。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，其特征在于，所述环氧树脂采用脂环族类环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，其特征在于，所述阴离子施胶剂为苯乙烯-丙烯酸阴离子施胶剂、苯乙烯-丁二烯阴离子施胶剂或苯乙烯-马来酸阴离子施胶剂的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，其特征在于，所述不饱和羧酸金属盐助交联剂采用甲基丙烯酸锌和二丙烯酸盐按照3:1混合组成。
5.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀玻璃钢冷却用树脂，其特征在于，所述二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯的一种。
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