5.7 机械性能
乙烯基酯树脂浇铸体的机械性能主要考察的参数有弯曲强度(Fs)、弯曲模量(Fm)、拉伸强度(Ts)、拉伸模量(Tm)、拉伸断裂伸长率(Te)、冲击强度(缺口和无缺口)、压缩强度、耐磨性能、耐疲劳性能、粘结强度、层间强度。其中尤其以Fs、Fm、Ts、Tm、Te考察得最多。
乙烯基酯树脂浇铸体机械性能测试参照《GB/T 2567 树脂浇铸体性能试验总则》进行。
乙烯基酯树脂浇铸体机械性能与乙烯基酯的分子式结构、分子量大小、交联单体的种类、交联单体的含量、成型温度和工艺、后固化处理等因素有关。
后固化加热处理可大大提高乙烯基酯树脂浇铸体的机械性能和耐热性能,但后处理温度太高,会导致最终的冲击韧性大大下降,甚至会导致强度也会下降。后处理温度尽量介于热变形温度HDT和玻璃化转变温度Tg之间,不可超过Tg,否则会导致交联高分子产物分子链裂解,强度反而下降。典型的标准双酚A型乙烯基酯树脂,后处理温度为100℃~120℃,处理时间2h~4h;典型的酚醛型乙烯基酯树脂,后处理温度为120℃~150℃,处理时间2h~4h;富马酸己二酸或其他改性体系的乙烯基酯树脂,后处理温度为80℃~100℃,处理时间2h~4h。
市场上不同厂家的乙烯基酯树脂的机械性能有较大差异,尽管一些国内厂家说明书上标注数据和外企相差无几,甚至更高,但实际做过比较测试的工程师都知道差距非常大。笔者拿过国内所有主流乙烯基酯树脂供应商的不同系列的双酚A型环氧乙烯基酯树脂样品,在相同外部测试条件、制样、蓝白水比例、常温固化时间、后处理温度和时间等情况下,有些厂家可以做到130MPa≤Fs≤150MPa,65MPa≤Ts≤90MPa,4%≤Te≤6%;但也有些只能做到100MPa≤Fs≤120MPa,40MPa≤Ts≤70MPa,2%≤Te≤4%。
所有宏观上的机械性能和微观上树脂的分子结构、分子量大小、单体种类及含量等都有密切关系。树脂浇铸体的成型温度和后处理温度及时间、样条厚度、打磨平整度等都对最终的机械性能数据有影响。
除了常规的弯曲、拉伸、冲击性能外,还会经常考察的有:压缩强度、粘结强度、耐疲劳强度、耐磨损性能等。
乙烯基酯树脂的粘结强度分为与金属基材的粘结强度和与混凝土基材的粘结强度,常以拉拔强度、画格或画圈的方法来判断。层间拉伸强度和层间剪切强度也用来表示两种材料界面层的粘结性能好坏。
“广义基材处理”(见本书“8.6 树脂重防腐之广义基材处理”)的程度对最终树脂和基材的粘结性能有很大的影响,乙烯基酯树脂与混凝土基材、碳钢基材的粘结性能,尽管不如环氧树脂那样好,但相比其他常用的常温固化现场工程用的材料要好很多,这就是拿乙烯基酯树脂底漆打底,相较于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂等打底其粘结性能要好很多的原因(呋喃、酚醛一般不直接打底)。乙烯基酯树脂作为底漆使用,或者是专门的乙烯基酯树脂底漆型号,其粘结性能尽管比不饱和树脂大很多,但相较于环氧树脂,它的粘结强度还是不足;相比于聚氨酯底漆材料,它的柔性过渡效果不如后者,湿基材固化性能也不如后者。因此,虽然乙烯基酯树脂底漆是一种底漆材料,但更多适合与乙烯基酯树脂一起配套在防腐工程中使用,单独使用底漆时,还是环氧树脂系列底漆、聚氨酯底漆用得更多。
耐疲劳性能通常需要反复试验测得,需要以韧性、高低温下力学性能以及往复性多次实验数据结论来表示。
乙烯基酯树脂尽管相比较不饱和聚酯树脂、常温固化的环氧树脂耐磨性能要好一些,但并没有数量级的提高,详细可见表5.7。
提高乙烯基酯树脂的耐磨性能,可以从树脂、填料、成型工艺三方面入手:①提高乙烯基酯树脂本身的交联密度和刚性链段含量,使之固化后的表面硬度更高,耐磨性能更好;②使用耐磨性能更好的填料,如金刚砂、重晶石粉/砂、碳化硅、石英粉、陶瓷粉、金属鳞片等;③成型作业时,尽可能提高非有机成分的相对含量,成型过程尽可能闭模,尽可能加温后固化处理提高其固化度,这些措施都有利于提高最终固化物的耐磨性能。
以上
欧阳
更新于2022年11月19日 AM8:50
于 上海 莘庄Home