浅谈丁苯树脂的合成及其玻璃纤维增强塑料

谢宝东

广东众和化塑有限公司 广东茂名 525000

摘要：伴随着我国社会经济的不断发展，也相应的促进了我国化工行业的发展。丁苯树脂在化工行业应用中具有非常大的优势，并且被广泛的应用与化工制造中。本文主要针对于丁苯树脂的合成极其玻璃纤维增强塑料进行了相关方面的分析和研究，希望通过本文的探讨，能够进一步促进化工行业的良好发展。

关键词：丁苯树脂；合成；玻璃纤维；增强塑料

前言

在玻璃纤维增强塑料的制造过程中，需要应用到丁苯树脂，因此，需要对丁苯树脂的合成原理及其玻璃纤维增强塑料的制造方法进行研究，全面的做好相关的化工制造工作。

1 丁苯树脂的合成

1.1 丁苯树脂的原材料配比

丁苯树脂属于纯碳氢结构的共聚物，通过乙烯基单体与树脂外双键的交联固化，能够制成玻璃纤维增强塑料，如，层压晶、管材等，具有较强的介电性能、耐腐蚀性、吸水性小等优点[1]。丁苯树脂的原材料配比主要由丁二烯（含量>99%）80%、20号汽油（或甲苯，且无水）200%、二氧陆环（分析纯）20%、苯乙烯（精制）20%、金属钠（<0.2mm）、异丙醇（分析纯）0.2%等。

1.2 丁苯树脂的性能指标

丁苯树脂在配置性能指标的过程中，主要分为两种溶剂，一种是汽油，另一种是甲苯。在采用汽油作为丁苯树脂溶剂的情况下，聚合后的树脂分子量较高，聚合物呈现出黄色透明粘稠状，加乙烯基单体进行交联后的聚合物的粘度比较适合做玻璃纤维增强塑料而用的胶粘剂；而采用甲苯作为丁苯树脂溶剂的情况下，聚合后的树脂分力量较低，呈现出的是淡黄色的粘稠液。两种丁苯树脂的性能指标如下（如表1所示）：

表1 丁苯树脂性能表

酸碱值 碘值 外双键（%） 内双键（%） 比重 特性粘度 折光率 含氧值

汽油溶剂 0 325～365 55～65 45～55 0.95 17.8～20.5 1.5472～1.5503 0

甲苯溶剂 0 265～275 0.95 6.3～8.7 1.5430～1.5511 0

2 丁苯树脂玻璃纤维增强塑料的制法以及性能分析

2.1 丁苯树脂的固化和凝胶化

本节主要针对三种乙烯基单体的交联剂对聚合物丁苯树脂的反应温度、最小固化时间以及凝胶速度进行测定，并通过下图来分析几者之间的关系（如图1、图2所示）。

图1 乙烯基单体交联剂对聚合物丁苯树脂的最小固化时间影响

图2 乙烯基单体交联剂对聚合物丁苯树脂的凝胶时间影响

2.2 引发剂对聚合物丁苯树脂固化、凝胶化的影响

引发剂是乙烯基单体与丁苯树脂进行交联过程中采用的重要材料，常用的引发剂主要有过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基等，当然，引发剂的使用不仅局限在单一的材料，可同时采用两种或两种以上的材料混合物作为引发剂[2]。通过大量的实验证明，如果增加引发剂的浓度，那么，聚合物丁苯树脂的固化、凝胶的速度也会加快；如果引发剂浓度大于4%的话，对丁苯树脂的固化以及凝胶不会造成太大的影响，而在引发剂浓度低于2%的话，就会造成丁苯树脂材料得不到充分的硬化。另外，在使用引发剂的过程中，要注意对浓度的控制，因为浓度过大就会产生放热剧烈的现象，会导致丁苯树脂中形成大量的气泡，这对聚合物工艺成型极为不利，正常来说引发剂浓度选择4%为最佳浓度，不仅有利于工艺成型，还能增强玻璃纤维塑料的性能[3]。

2.3 丁苯树脂交联固化的性能

丁苯树脂玻璃纤维增强塑料被很多行业所使用，其中热稳定性相对来说比较重要。将丁苯树脂与引发剂、交联剂等材料混合之后，再对其进行加热固化，并将其固化的产物进行粉碎筛选，筛选孔要根据实际情况进行选取，一般采用80～100孔/时2，将筛选成粉状树脂之后放到热天平中，并以每小时100℃的升温速度对丁苯树脂进行加热，在大旗下的热失重对丁苯树脂的热稳定性进行评价[4]。通过评价实验分析，丁苯树脂的热稳定性在大气下的温度热分析大致为235℃～255℃，在本次的分析中，丁苯树脂的温度前后相对失重在1.3%～2.4%。另外，针对丁苯树脂交联固化物的电性能、机械性能进行分析，具體如下表（如表2所示）：

表2 丁苯树脂交联固化物的电性能、机械性能分析

抗压强度 介电损耗角正切 耐热 比重 静弯曲

强度 介电常熟

乙烯基

甲苯 1243 1.29×10-3 92 1.05 514 2.91

苯乙烯 1604 1.48×10-3 100 1.08 683 2.84

2.4 丁苯树脂玻璃纤维增强塑料的制造工艺

丁苯树脂玻璃纤维增强塑料的制造工艺一方面要注重胶料的配置比例，另一方面就是成型工艺。对于胶料配置比例来说，其中采用的材料有多种，如，乙烯基甲苯40%、过氧化二异丙苯2%、过氧化环已酮2%、过氧化二叔丁基2%、丁苯树脂60%、二乙烯基苯7%。胶料配置比例非常重要，要严格按照相关工艺进行配置，否则会对后期的成型工艺造成影响。对于成型工艺来说，要先将通过有机硅烷处理过的玻璃布按照要求剪成指定的大小，并用烘箱将玻璃布中表面的水分烘干，再将丁苯树脂胶液均匀的涂抹到已经处理好的玻璃布上，按照要求用玻璃纸作出脱模剂，将交叉重叠后多余的的丁苯树脂以及产生的气泡进行有效的控制，然后再将其放入烘箱中进行加入固化处理，在这里需要注意的是固化条件要符合标准，否则很难成型，首先要将烘箱设置到80℃，并支持8小时左右，其次在将温度升高至100℃，持续2小时加热，再将温度升高至120℃，加热持续2小时，再次将温度提升至150℃，持续加热16小时至24小时，最后将烘箱温度升高至175℃，持续加热1小时之后，让成型的材料冷却至室温既可将其取出投入使用[5-6]。

2.5 丁苯树脂玻璃纤维塑料的性能

针对丁苯树脂玻璃纤维塑料的性能来说，其胶量含量为36%～39%，比重为1.55～1.69，玻璃纤维塑料性能分析具体如下表（如表3所示）：