k瓤豁垒蛊蓬
酚醛槲脂及其复合村米斗发展动向
朱永茂,刘勇,殷荣忠,刘义红,杨玮
(上海欧亚合成材料有限公司,上海200000)
摘要:本文介绍了酚醛树脂及其复合材料的性能、市场概况、开发动向以及国外研究情况和发展状况。关键词:酚醛树脂;复合材料:苯酚;发展动向
DEVELOPINGTRENDS0FPHENOLICRESINANDITS
COMPOSITES
ZHUYongmao,LIUYong,YINRongzhong,LIUYihong,YANG
Wei
(Shanghai
European—AsianSyntheticMeteriaICo.,Ltd,Shanghai
200000)
Abstract:Thispaperdescribestheproperties,marketsituationanddeVeloping仃endsofphenolicresinanditscompositesas
well
as
merelatedR&Dactivitiesathomeandabroad.KeywOrds:
phenolicresin;
composites:
phenol;
deVeloping仃end
1概述
但近两年来,由于苯酚等主要原材料价格的上酚醛树脂及塑料耐热性好,机械强度高,电绝涨幅度过大,生产和市场的变化都很大。面对新的缘性和耐高温蠕变性优良,价格低廉且成型加工性形势,各国不断开拓新的应用领域。2004年10月在好,特别是其良好阻燃性及很少产生有害气体的特美国召开的第50届热固性塑料年会和2004年10月在性,使该种具有近百年历史的合成材料得到进一步日本召开的第54届热固性树脂研讨会上,对酚醛树发展,应用于塑料、复合材料、胶粘剂、涂料和纤脂与塑料的发展事宜作了广泛交流。
维各个领域。经过改性的酚醛树脂作为耐高温的胶粘剂和基体材料正广泛应用于航空、宇航及其他尖2市场概况
端技术领域。
全世界酚醛树脂所需苯酚量为2003年3068kt,2004年3182kt(比2003年度增3_7%)。2004年全世
作者简介:朱永茂,男,1952年生,上海欧亚合成有限公司董事界苯酚总需求量为7627kt,其中用于酚醛树脂的苯长,中国复合材料学会理事,美国尖端材料学会上海分会理事,酚占总量的41.72%。以美国市场为例,苯酚价格从工程师。
2002年1季度的700美元/t上升到2003年2季度的
《玻璃纤维》2005年第3期
35
。Ep‰堕坌鲨
1
300美元/t,2004年上升到1400美元/t左右。两年③德国RASCHIGGMBH公司与瑞典PERSTORP
公司正在商谈合作。
多来苯酚价格上涨竞超过一倍,给苯酚的下游产品链的发展带来了影响…。
2004年全世界酚醛模塑料消费量为504kt,其中美国为62kt,欧洲87kt,亚洲325kt,总消费量比2001年增长6.9%(其中亚洲增长率为9%)瞄J。2003年日本酚醛树脂的总产量为258.5kt(比2002年增长7.7%),其中模塑料为36.2kt,层压板24.4kt,木材加工粘结剂65.4kt。铸造树脂等其他品种为132kt【3】。
酚醛模塑料在美、日、欧洲等发达国家的酚醛树脂中所占份额不大,约占酚醛树脂总消费量的8%~20%。酚醛模塑料在传统应用领域,如各类电源插座、继电器、开关、炊具和餐具的手柄等方面仍有较好销路,其趋势是材料和制品加工逐渐向亚洲,尤其是中国市场扩大发展。
④德国BAKEUTE公司收购了芬兰NESTE公司
的酚醛树脂业务,同时,BAKELITE公司还在捷克建立了一家子公司,获得了捷克供应商阿利亚化学公司每年3万t酚醛树脂的生产能力。德国BAKELITE公司还收购了英国WBB.MINERRALS公司酚醛树脂业务,以巩固其市场地位。
⑤全世界著名的德国BORDENCHEMlCAL和
DELTA—H.A酚醛铸造树脂公司已在美国芝加哥建立H.A—INTERNATIONAL分公司,其年销售额为1.75亿美元。
⑥PERSTORP公司进入北美酚醛树脂市场。瑞
典Perstorp公司称,通过该公司收购Rogers公司成型化合物领域的业务,表明该公司开始进入北美地
区的酚醛树脂市场。新购的Rogers公司的业务将由
3原世界著名酚醛模塑料生产公司一览表
酚醛树脂及其塑料行业的跨国兼并与重组:
Perstorp公司工程酚醛树脂业务的Vynco¨t分公司经营。VyncoIit分公司的负责人称,这将使该部门的销售额提高到7000万美元,同时这也提高了VyncoIit
(D日本SUMlTOMO
OXY—DUREZ公司合并。
BAKEL|TE公司已与美国
分公司在全球酚醛树脂生产领域的地区,由原来的
世界第2位提高到世界第1位,超过了住友BakeIite公司。
②美国F旧ERlTE公司已被美国ROGERS公司收
购。
表1
原世界著名酚醛模塑料生产公司
ii期蘩麟墟黢。
美国美国美国美国比利时
照_i盘公霹fr≯
DUREZ
0缀簧溺珏鼢霹囊疋诞辣蟹t2Q酾馨蕾i。i:
25156、11
CORP.(杜雷兹公司)
CO.(塑料工程公司)
O、30959、32528等77个
PLASTICSENGINEERINGRESlNOlDENGINEERlNG
06314、02440、07100、06990等83个
131
CORP.(雷辛诺特工程公司)0、2020、7005、7201等27个288、FM4038、FM9001等25个
CYTECENGlNEERED
MATERIALS(雪太克工程材料公司)
FM21
VYNCOL|TNV.(芬可莱特公司)BAKELITERASCHIG
2723W、X684、G920等14个90781、PF31、PF85等29个
PF401
德国德国日本
日本
AG.(贝克莱特公司)GMBH(拉西格公司)
CO.,LTD(住友电木株式会社)
1、PF31、MPl83等10个
SUMfTOMOBAKELITEMATSUSHITAELECTRIC
PM6432、PM8220J、PM9820等125个
CY401O、CY9610、CN6449等55个
WORKSLTD(松下电工株式会社)
日本
中国台湾中国台湾
HITACHlCHEMlCAL
CO.,LTD(日立化成株式会社)CO.,LTD(台湾长春塑胶公司)
(台湾工矿公司)
CPJ2010、CPJl950、CPJ6820等55个
T375J、T385J、T378J等21个
DC2035、DC501O、DC7304等14个
CHANGCHUNPLASTICS
lNDUSTRIALDEVELOPMENTCORP.
《玻璃纤维》2005年第3期
36
‰g瓣s奎:.蓬蓬
通过收购Rogers公司业务,Vyncolit公司获得了位于美国密歇根州底特律市的一个酚醛树脂生产装置,这也是该公司在北美地区的第1套酚醛树脂生产装置。VyncoIit公司在比利时的Gent地区拥有
一个生产装置。该公司的酚醛树脂产品定位在汽车
消费市场,主要用于生产可以替代金属产品的汽车
零配件。VvncoIit公司希望开拓酚醛树脂的新用途,
其中包括将酚醛树脂用于水泵和制动装置等市场,以提高其市场份额。
(D日本MATSUSH
lTAELECTRIC
WORKS(松
下电工)公司已独资在上海建立了热固性树脂厂。
每年将生产36∞t酚醛树脂和18∞t不饱和聚酯树脂,
已在2002年投产。产品将供应给当地的汽车和电子行业。公司表示2006年销售额将翻一番。
⑧日本住友化学在中国的酚醛树脂成型材料装
置投产。据“化工资讯”报导,日本住友BakeIite在中国进行建设的酚醛树脂成型材料生产线,最近正式开始运转生产。苏州住友BakeIite内新设的酚醛树脂成型材料新工厂,产能是年产6000t,将以上海地区为主要对象,对电子、电气零组件供应添加玻璃纤维及无氨的高功能产品,该公司是在日本、美国、欧洲、亚洲持有据点的酚醛树脂及其成型材料的全球大型企业,将从这次中国据点正式投产,该成型材料的全球产能将向扩大为年产10万t的目标努力。
4酚醛树脂及塑料开发动向
4.1我国研究开发新型酚醛复合材料的现状
在过去40多年中,我国对传统的酚醛复合材料进行了大量的研究和开发。目前,除可批量生产各种牌号包括改性的酚醛树脂外,在传统的酚醛FRP的制造、纤维、填料、催化剂和压制工艺等方面达到了一定的水平,基本可满足传统市场(如电子、电器、船舶、军用武器装备、宇航工业)的需求。但传统的制造和成型工艺,生产周期长、效率低、手工操作成分大、成本高、质量难以保证,不能适应大批量、高性能的严格要求。尽管如此,几十年的生产和研究积累了可贵的经验,为我国现在研究
和开发新型酚醛复合材料打下了坚实的基础。
有资料显示西北工业大学的“水溶性酚醛树脂阻燃性的研究”,其阻燃性能达到甚至超过国外同类产品,可用于航空、电子、建筑等部门。
国家建材局玻璃钢研究院的“酚醛SMC固化体系的研究”,通过对多种酚醛树脂固化促进剂的一系列考察、试验,成功地开发了酚醛SMC的碱性固化体系,并研究了潜伏性酸性固化体系,探讨了P—SMC的模压工艺。同时,考察了固化体系与树脂糊
中各匹配问题。并对P—SMC与UP—SMC制品性能进行了对比。
北京航空材料研究院以磷酸酯等为阻燃剂制得阻燃耐冲击酚醛树脂、层压板,不仅具有高刚性和阻燃性而且;中击韧性高,满足飞机、货轮内衬材料的要求。
四川联合大学高分子材料系的“开环聚合酚醛树脂及复合材料研究进展”,采用苯并恶嗪中间体合成和并环聚合反应路线,研究成功阻燃型酚醛树脂,用于玻纤增强层压板。其技术先进,中间体结构可调性大,游离酚含量低,开环聚合无小分子释放,制品孔隙率低,收缩小,性能优良,不加阻燃剂,氧指数达42.5%。
山东化工厂研究所已立题,以水溶性甲阶酚醛树脂为粘接剂,碱金属为固化系统,研究“酚醛SMC的树脂糊系统”。
哈尔滨绝缘材料研究所的“无阻燃剂阻燃酚醛塑料的研制”试验证明不加阻燃剂可制得UL94V一0级高阻燃性,保证了低烟、低毒、无腐蚀、低成本及良好的物理机械性能和加工性能,扩大了酚醛塑料的使用范围。
上海已有公司开发了一系列具有优良性能(耐
热、抗冲击、难燃、抗菌、低氯等)的功能型注塑型酚醛模塑料及复合材料新品种,有的是以酚醛改性的三聚氰胺一甲醛为基体树脂的模塑料,适用注射成型。具有耐热、耐电弧、耐漏电起痕指数高的特点;有的是玻璃纤维增强、有特殊用途的酚醛模
塑料,适宜于模塑成型,工艺性能良好,耐热、机
《玻璃纤维》2005年第3期
37
晟P锄堕=箜姿
械性能优良,适用于制造盘式刹车活塞、转动阀门壳体等结构件。
FB树脂具有高氧指数、低毒、低烟、低热值的高阻燃性,可以说是洁净安全的阻燃树脂。由于树脂本身从根本上解决了阻燃性的难题,用此树脂开发的各类产品及所固化的环氧树脂也保留了FB树脂
的这些优异的特性,为复合材料、涂料、粘合剂、
绝缘材料、燃蚀材料各个领域新产品的开发提供了可靠的物质基础。FB树脂在蚌埠耐高温树脂厂已投入工业化生产,相信将在阻燃材料领域内做出新的贡献。
4.2国外新型酚醛复合材料发展动向
世界酚醛树脂工业,以美国和日本发展最为迅速,无论是现代化建设,还是在开拓新的应用领域方面,都始终走在前列,主导着世界酚醛树脂及塑料工业的潮流。
4.1.1酚醛树脂合成及改性研究进展
近几年来,酚醛树脂及塑料的研究和开发以高
机械强度和高耐热性为主要目标,在树脂合成改性等方面的研究有新突破。
①美国塔斯克吉大学的AbdaIIa等人开展了用于高性能应用的硼改性酚醛树脂的研究。他们通过
三苯基硼酸盐(TPB)和多聚甲醛的无溶剂反应,制备了1种在使用工艺温度下具有流动性的硼改性酚醛树脂(BPR)。将TPB和多聚甲醛在3种不同的树脂化温度下进行反应:130℃、120℃和90℃。在90℃下反应生成的BPR进行再加热可熔融,显示出此种树脂具有极大的加工应用前景。在3种温度下制备的树脂其1H和13C—NMR谱都具有相同的吸收方式。羟甲基的置换出现在酯的苯环(4.86~4.75ppm)的邻位和对位,芳烃、亚甲基、醚的连接质子分别归属在7.45~6.74ppm、4.93~3.36ppm、5.30~
4.91
ppm。但反应性resoI型酚醛树脂和硼酸的BPR
合成反应是不可行的,因为resoI树脂之间的相互反应性比resoI与硼酸的反应更具优先性【4]。
②美国新泽西CIariant电子材料公司的Wanat对
用于光敏电阻的分级酚醛树脂进行了研究。他采用
液/液离心式分馏/分离技术对novolac树脂进行分馏,对分馏后的树脂进行分析。并与用传统方法分馏的树脂进行比较。当用于i—ffne高灵敏度光敏电阻的配
方时,这种新的分馏技术可提高树脂的产量,树脂
性能也与传统方法分馏的树脂不相上下,甚至有所提高。分馏过程除去了树脂中的低分子量部分,通
过对分馏得到的树脂以及除去的低分子量物质进行
表征。人们可以更好的通过控制分馏过程来控制树脂的分子结构。本文也证实分馏/分离技术仍有提高
的潜力,以及提高树脂产率并以此生产出性能更稳
定的光敏电阻的潜力瞄J。
③加拿大魁北克拉瓦勒大学运用无模型动力学
理论,通过差示扫描量热法研究酚醛树脂的固化行为。通过用等转化分析法处理非等温DSC数据,获得了PF树脂固化过程中活化能与转化的相关性曲线。该曲线的形状表明,在PF树脂固化过程中,反应机理出现了从动力学反应到扩散机理的转变。在动力学反应阶段中,通过DSC手段比较单体混合物和PF树脂的结果显示,苯酚和甲醛的加成反应在PF树脂合成过程中已大部分完成,主要的动力学反应包括固化过程中的平行缩合。对于扩散机理,提出了一个改进的扩散速率常数方程kD=Doexp(一ED/RT+K1
o(
+K2a
2)。这个方程很好的符合了Ea与o(的相关性,
它显示了温度和转化率对扩散的影响。研究报告预测了在等温条件下随着PF树脂的反应时间的延长,其转化率将会提高,这个预测对实际应用中用非等温实验数据评估热固性体系的等温行为是非常有用
的【6]。
④波兰热舒夫技术大学研究了用反应性溶剂制
备的新型resol酚醛树脂。研究报告用苯酚和酮的多
羟甲基衍生物制备了新型的酚醛树脂,酮的多羟甲
基衍生物是由丙酮和丁酮在甲醛过量的条件下反应生成,是一种已知的三聚氰胺的反应性溶剂。
Renata
Lubczak通过这种方法获得了一组新的resoI
型酚醛树脂,并与传统resoI树脂的结构进行了比较,
研究发现酮的分子片段已经结合进了树脂结构中F】。
⑤芬兰约恩苏大学用木质素、淀粉、尿素对
‰‰;奎:一整蓬
resol型酚醛树脂进行改性,考察了树脂合成过程中这些改性剂的添加时机和改性剂类型对树脂结构、分子量和反应活性的影响。结果显示玉米淀粉和木质素促进了缩合反应。与相应的不含改性剂的参照
树脂相比,较高的分子量和较大的亚甲基桥键/自由
邻对位芳基基团比例可以证实这一点。改性剂在缩合过程中加入的越晚,形成的亚甲基桥键越多,另外,尿素和小麦淀粉在缩合的后期加入也能使最终的缩合达到很高的程度。用木素磺化盐和淀粉作为改性剂,以及尿素的早期加入都能提高p—p7桥键结构的含量。改性剂加入时机仅仅对用小麦淀粉改性的树脂的反应性有极大影响。小麦淀粉一开始加入时反应活性是最高的,随着小麦淀粉加入时机的推后,改性树脂的固化热也随之降低旧j。
⑥日本旭有机化工公司对窄分子量分布的novOlac
型酚醛树脂作了深入研究。通过采用被称为磷酸相分离反应的这一新树脂生产工艺,开发了1种新的novolac型酚醛树脂(PAPS树脂)。这种树脂具有分子量分布窄、单体和二聚物含量低的特点。这种工艺可被应用于各种基础化合物如苯酚、甲酚、双酚、烷基酚等,用以合成相应的在每一低、中、高分子量区域均具有较窄分子量分布的PAPS树脂。研究报告还介绍了磷酸相分离反应的机理以及采用各种不同的基础化合物所合成的PAPS树脂的特征pJ。
⑦韩国汉城国立大学用DSC和TGA法研究了
resoI型和novoIac型酚醛树脂的活化能和固化行为,考察了各种F/P摩尔比(resol型为1.3、1.9和2.5;novoIac型为0.5、0.7和0.9)条件下,resoI型和novolac型酚醛树脂在不同固化条件下的热行为、热降解动力学和高温分解行为。通过采用DSC法在50oc~300℃温度范围内,以5种加热速率(2。5,10,20和40℃/min)研究热反应的活化能。通过TGA法在50℃~800℃温度范围内,以5种加热速率(2,5,10,20和40℃/min)研究热分解的活化能。在固化过
程中,低摩尔比率的树脂比高摩尔比率树脂显示出
更高的活化能。这意味着高摩尔比率的树脂固化时需要更少的热量。因此,摩尔比越高,反应的活化
能越低。在resoI型酚醛树脂的热分解过程中,活化
能先急剧减少,然后保持几乎不变。对于novoIac型酚醛树脂,当F/P摩尔比为0.5或0.7时,其热分解过程中的活化能在所有阶段都保持不变,而当F/P摩尔比为0.9时,novoIac型酚醛树脂的活化能随着反应的进行会逐渐下降【1…。
⑧泰国国立朱拉隆功大学开展了对用作胶合板粘合剂的溴化酚醛树脂的研究,分析了溴对树脂的
物理性能及可燃性的影响。这些研究结果显示,当溴的质量分数为1O%时,溴化酚醛树脂较适合用于胶合板粘合剂。最理想的层压温度和层压时间分别为110℃和30min,由此条件制得的胶合板具有较高的剪切强度、良好的阻燃性以及好的耐热水性和耐冷水性[1川。
422酚醛模塑料研究进展
除了在酚醛树脂研究方面取得上述进展外,在
以酚醛为基材的复合材料方面,随着机电、仪表、电子工业和汽车工业、轻纺工业蓬勃发展的需要,酚醛复合材料新品种也朝着具有机械强度高、耐热性好、耐漏电、耐电弧、阻燃和尺寸稳定性好等特点的方向发展,以工程塑料和先进的复合材料的崭新面貌出现。运用特殊的配方技术和生产工艺,各国大公司正在推出多种抗冲击材料、无氨材料、隔热材料、整流子材料等专用酚醛塑料。42.2.1日本
①日本SumitomoBakellte公司开发的最新品种
包括以下几种:
玻纤增强的高强度PM一5610,高耐热性PM一5620。高耐油性PM一5630系列产品。其中PM一5610弯曲强度200MPa。弯曲弹性模量12200Mpa,冲击强度5.2kJ/m2,抗张强度80MPa,比重1.64,
收缩率0.28,荷重下耐温2∞oc。
耐漏电痕迹指数(CTl)大于250V的PM9245新品种也已成功开发。
耐磨耗酚醛模塑料包括PM一3088、PM一3095等牌号,具有优良的机械强度、耐热性、耐化学药品性、热刚性等,可大量用于汽车滑轮件等,其中
《玻璃纤维》2005年第3期
39
‰laSss奎墨蓬
PM一3095弯曲强度130MPa,弯曲模量20与GPa,压缩强度350MPa,比重2.13,收缩率O.30%,负荷弯曲温度200℃,线膨胀系数14×10加/℃,玻璃化温度(Tg)340℃【1引。
SumitomoDurez公司生产的Durez31988也
是一种低导热品级,用于制造汽车喷油表外壳。
Durez
31
735已广泛用于汽车工业的各个方面。如
制造滑轮、导向轮等,用其制得的导向轮性能优于
橡胶制品,成本低、重量轻,运转时噪声小等;
Durez
32633的压缩强度为275.8MPa,弯曲强度为
206.9MPa,拉伸强度为137.9MPa,被认为可能是市场上最具韧性的粒状酚醛模塑料。
②日本松下电工化学材料事业部新开发上市的
3种无石棉高耐热酚醛模塑料CY9215、CY9210、
CY9216,与一般模塑料相比,同样经过280℃,
100小时处理,其弯曲强度可保持60%,而一般的
只能保持10%。此外,这3种产品还具有优良的耐
蠕变性、耐药品性和耐水性,容易成型加工,可用于汽车、电气、电子、复印机等隔热零部件。
⑧日本日立化成公司(HitachiChemicaI)开发的
坏强度高、绝缘性好、高温尺寸稳定性好的优点。
有CP—J一7000,CP—J一8700等牌号,其中CP—J一MPa,弯曲强度137~157MPa。压缩强度为225~度240~250℃,绝缘电阻(常态)1012~1013Q,耐电压14~16MV/m。吸水率0.1%以下。无氨酚醛注
④日本Asahi
OrganicChemicaIs公司以86%
甲阶、14%乙阶酚醛混合树脂100份,玻纤97份,比利时Vyncolit公司是著名生产热固性塑料的公
司,年销售额为5.5亿美元,最近在北美BloomfieIdH…s,Michigan建立分公司,瞄准汽车和电子工业市场。该公司已成功开发了X,G,W。×B,CG等各种填料增强的系列产品,其中Vyncolit
X6952是
由酚醛乙阶树脂,加入55%玻纤为基材,并用弹性体改性的酚醛工程模塑料。具有优良的机械强度、耐热工艺和尺寸稳定性,可用作航天航空以及汽车工业专用整流子底座、点火线圈、齿轮、替代合金
件的活塞等。其相对密度1.74,负荷下热变形温度
210℃(at1.8MPa)、UL94(1.6mm)V—O级、弯曲断裂应力270MPa、拉伸弹性模量19GPa、缺口冲击强度6.5kJ/m2、抗漏电性175V。
VyncoIjt公司正在计划投放一种短碳纤维增强的酚醛复合材料,这种新型复合材料能替代转轴、活塞和轴承等汽车发动机零部件中的金属材料。VvncoIit公司介绍:因其独特的碳纤维浸润方法,这种被称为Vyntec的复合材料,在一些特定应用中的
性能优于金属和其他碳增强塑料材料。在150℃高
温、化学成分、汽车燃油老化和BOR摩擦测试中,常适合用于运动中互相连接的多个部件以及不需要圈以及刹车和发动机系统所用到的各类轴承和密封VyncoIit公司指出,Vyntec容易成型而且容易实高档欧洲轿车上的进气管可能是酚醛复兴的一Vyntec的性能(弯曲模量和强度、失效应变)相当或明显高于碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)。它在高温下所具有的耐磨损性和低摩擦系数,使Vyntec非对运动部件进行润滑的地方。这些应用包括真空和流体泵中的旋转器和推进器、高性能活塞、驱动垫装置。非汽车应用包括泵部件和建筑用屏蔽电磁干扰装置。
现成本效益,由于使用的碳纤维长度短,质量轻,产品密度很低(约1.35~1_559/cm3),这种产品具有较高的比刚度,可以成为金属和铝压铸部件的理想替代品,使壁厚变薄。同时提供更加广阔的设计空间。这种产品已在2004年10月的德国杜塞尔多夫塑料展会上正式投入市场【1引。
个标志。近几十年来,这种古老的热固性塑料一直
换向器用玻纤增强注塑型酚醛模塑料具有旋转耐破
8700性能为:比重1.81~1.86,拉伸强度59~78255MPa,缺口冲击强度3.9~4.9kJ/m2,热变形温射料有CP—J88∞、CP—J8600等品种。
高岭土79份,丁腈橡胶NBRl0份,六次甲基四胺10份经塑炼加工,开发出弯曲强度207kJ/m2、冲击强度4.8kJ/m2、抗裂性能优良、加工性能好的换向器专用注塑料。422.2比利时
k‰ss变:.壁蓬
在工程热塑性塑料面前相形见绌。虽然玻纤增强尼龙一直占领着注射成型的轿车进气管领域,但一种用于8个汽缸的宝马七系列(735i和745i)的进气管却是由酚醛制作的。这个新应用是由德国宝马集团、供应商Pierburg公司、注射模具商Baumgarten公司以及比利时材料供应商VyncoIit公司共同努力的结果。
这种进气管最初是由玻纤增强的PPS和PPA(高温芳族尼龙)制作的。最终这种外罩用了VyncoIit×7250酚醛材料,它是由玻璃纤维和玻璃微珠增强的。原因之一是这种材料尽管只有2.5mm的平均壁厚,却在140℃(2840F)下仍保留高硬度。该材料室温弯曲模量为120GPa(1.74
m…ion
psi),最大使用
温度为3380F。酚醛外罩是将酚醛模塑料采用注射方式成型为9片。然后被闩在~起制成。8个单片转子安装在酚醛罩内部,转子都采用含有55%玻纤的
VvncoIit
X6952酚醛材料注射成型,比外罩材料有
更高的硬度,可经受住高达3560F的温度。包括金属嵌件在内,整个装置重11.88lb,置于一个镁外壳中。
VvncoIit公司将宝马轿车的进气管视为酚醛在发动机罩下应用的复苏。在欧洲,这个市场正以每年15%的速度增长。在收购了美国Rogers公司后,VvncoIit公司在底特律附近建立了一个技术市场开发中心。VyncoIit公司擅长于用高档的玻纤增强酚醛来替代金属。酚醛在汽车水泵、温度标准仪组件、燃料泵、联动件线圈骨架和整流子等应用领域的增长情况,以及在空调压缩机和节流阀领域的应用前景
良女子【141。
4.22.3美国
①美国Rogers公司以甲阶酚醛树脂、玻纤为基
材开发了无氨系列R×643、RX640、RX647等品种,并在它的R×630基础上不断完善,目前这种玻纤增强酚醛模塑料具有更高的韧性和更好的耐介质性,且导热系数低,已用作多种汽车发动机周围部件。
②美国Fiberite公司最近连续推出了一系列玻纤
增强酚醛模塑料,满足汽车罩下部件及其他金属替
代品的需求。其中,FM一20774D用于制造汽车换向器,产品细粉少,贮存及运输中无结块现象,据称其性能已超过了现有高性能材料,而成本降低约20%。FM一4029FN用于汽车耐高温的传动装置、发动机和燃料系统上的零部件,具有良好的流动性、成型收缩率和尺寸稳定性,可自动预制成型和注射成型。适宜作汽车罩下部件的FM一4065,在150℃下能保持室温下机械性能的70%,也可注射、压缩和传递模塑成型。Fiberite公司为Kohler公司小型发动机配套而推出的FM一400F、FM一4017F和FM一
4065分别用于发动机上通气管、油泵盖、左偏心轮、右偏心轮和滤油器接头5种部件(原为金属件),
具有低成本、低噪音、高耐热、高韧性的性能,可承受通气管耐温高达205℃的要求。
(要)Resjnoid公司商品化了一个耐高温模塑料1460,
这是一种长玻纤增强品种,冲击强度达1762J/m。这种材料主要用于模压成型,但也可用于传递模塑和注射成型,主要用于制作机罩零件。
④Plaslok公司为美国汽车机罩下市场提供了
Plasslok307,把耐热和抗冲击性能结合起来,用它制造的制动加力器阀体质量仅为原来铸铝的一半。4_2.3阻燃型酚醛复合材料研究进展
随着人们对材料阻燃性、发烟性要求的日益重视,其应用范围也正在不断扩大。尤其是2003年3月18日韩国大邱市地下铁发生特大火灾事故(死亡200多人),韩国政府对车辆材料制订了严格的耐热、
阻燃、灭烟等法规,相应也推动了酚醛复合材料的
迅速发展[151。改性树脂及其与新的增强材料如玻
纤、玻纤布、碳纤、陶瓷纤维、聚芳酰胺纤维相结
合的复合材料,既有酚醛的难燃、低烟特性,又提高了韧性,改善了抗冲击性能。
日本树脂罗一r二夕歹工业会(PLA)和英国复合材料成型协会(CPA)重点研究开发了各种牌号的酚醛复合材料,在汽车工业、交通工业、建筑市场直至宇航工业都有良好的前景,可广泛应用于火车、地铁、客车的车厢门、内外装饰件、公共建筑的防火通道、防火门、矿井防火通风管道、船体结构件以
《玻璃纤维》2005年第3期
41
‰‰ss垒整蓬
及火箭、空间站系统的耐热、阻燃制件等[16|。
42.3.1阻燃型酚醛树脂
众所周知,普通的纤维增强酚醛塑料成型时是先把增强材料浸渍酚醛树脂,然后烘干成半干状态,再在高温高压下缩聚固化,这就限制了酚醛的使用。新近开发的新型酚醛树脂可在常温常压下成型,可用于手糊、喷射、纤维缠绕和模压等工艺,而耐热、耐燃性能比不饱和聚酯好。日本昭和高分子(株)
生产的酚醛树脂FRC一100就是这种新型酚醛树脂,
用其制得的纤维增强塑料的物理特性、耐热、耐燃烧性能优异。在150℃~200℃下试件暴露500h其弯曲特性、弹性模量的研究表明,机械性能保持率在90%以上。燃烧检测试验证实,不产生有害的CO、C02等气体,符合JISK~6911BVL一94
V一0级的规
定。
美国科学家Joie
L
Folkers采用硅氧烷改性酚醛树脂和用苯酚、硅氧烷与甲醛来合成树脂的两种工
艺路线合成了高聚物,再用玻纤增强成复合材料,其烟密度12、CO浓度1
73ppm、HCNl
1ppm,具
有优良耐热、阻燃无烟性能,现已用于铺设在海洋中的防火复合管道中。4.2.3.2酚醛泡沫进展
目前PF泡沫开发,转向助剂的研制与开发,克服其脆性,使PF泡沫各项技术指标达到或接近聚氨酯泡沫(除PF泡沫自身特长之外),并要求成本低于聚氨酯,这是一个相当大的研究课题。
美国Isorca公司提供的AIba—core是一种新型轻质酚醛泡沫塑料,作为复合材料的结构芯材,已广泛应用于各类交通工具的壁体阻燃结构件。
AIba—core酚醛泡沫可用玻纤、玻璃棉织垫、蜂窝材料等在模具内一次完整地制成平整或弯曲的
复合材料,密度9pcf,厚度0.125英寸至6英寸,表
面复合时无需粘结剂。该公司已接受美国海军任务,将其用作潜水艇压舱水箱材料,能大大降低艇内水泵及机械转动引起的噪音,不易被敌人的声纳侦察出来。4.2.3.3酚醛SMC
由于酚醛树脂SMC具有比重小,发烟少,难燃
烧,毒性低和耐热好等特点,所以特别适用于宇航器材的生产,现已被广泛应用于宇航建筑运输等行业中,如飞机的配电盘和旅馆的内装壁板等。
酚醛SMC用量的增加集中在公交车辆的内部和外部构件上。QuantumComposites公司推出QC一
21
30是一种低烟、难燃的SMC,用于飞机内构件,
它的特点是快速固化,如3.2mm2的截面在149℃下,固化周期为3min。4.2.3.4酚醛FRP
酚醛FRP的成型品与聚酯FRP相同,均能满足各种使用要求,但酚醛FRP的FST特性是相当优异的,由于具有很低的可燃性,毒性和发烟性,在防火试验中达到了全欧防火标准最高等级,因此不需要添加任何阻燃剂。在燃烧过程中所产生的烟雾是微量的,毒气含量极低,无卤素存在,无氰化物产生,
所释放出的气体中主要是COz、SOz,COz是所有有机物在燃烧过程中的产物,而来自固化剂残余物所
产生的SOz量极低。因此酚醛FRP优良的FST特性可
以提供可靠的安全性,所以在美国和欧洲各国都把酚醛FRP用于阻燃要求高的公共运输领域。
美国HE×EL公司开发的以酚醛树脂预浸料为基
材,采用碳纤维、芳纶纤维和玻纤为填料制成金属蜂窝、非金属窝的各种芯格产品,有HRH一78、HRP、HFT等规格,此种强度好、耐热性能优良的
新型复合材料已广泛用于航天航空工业中。
德国Institute
ofPlastics
Processing(1KV)已开
发出新型阻燃酚醛蜂窝结构材料,已广泛应用于欧洲空中客车的机仓行李箱(QSC)门件中。此轻质阻燃材料具有优良的隔热保温、阻燃、耐磨等性能,因其蜂窝状结构又提高了制件的强度。它还可用于
船体芯材、火车厢体、建筑物等防火保温材料。
M.C.G…公司正在新开发一系列用于飞机内部的夹芯板,这些内壁板以酚醛为基材,包括
G…fab7M5071A和Gi||fablM5072A夹芯板,它们具有
较轻的质量和较好的强度,能满足各种厚度以及剪裁的需要,是专门设计用于飞机内部结构,如厨房、厕所、防水壁、隔板、储藏室、隔间和员工休息间
E‰堕箜姿
等,采用蜂窝式夹芯结构材料制成。为了与欧盟和加利福尼亚州的法律保持一致,M.C.G…公司没有采用多溴联苯醚等逐渐被淘汰的化学药品。
这种内壁板具有极低的热释放率以及耐火、无烟和无毒性,这些特性使之适用于大部分装饰性抛光材料,使得飞机内饰设计人员能为乘客设计更舒适和更具艺术性的环境,可为人们所期望的大部分设计提供了前所未有的灵活度。这种内壁板表面可以采用由顾客提供或指定的装饰性涂层,也可以没
有任何装饰性涂层,没有任何装饰层的板也有极好的表面,利于喷涂油漆或者其他装饰涂层。
由于机身轮廓或者其他工程需要,飞机内部结构经常是不规则的,因此G…f
a
b||”5O71
A和
G…fab…5072A被设计成具有在整个生产过程中易于进行切割、机加工和处理的特点。
同时这种内壁板非常适合于设计复杂精美的家
具,因其可以进行各种各样的连接、切割和折叠、粘接集成等操作。这种复合内壁板的化学性质可广泛匹配于各种通用的粘合剂和填充材料,能在很宽的温度范围和环境条件下使用,如厨房和厕所等。
除了能提供以上这种内壁板,M.C.G…公司还在开发新一代的超轻型内壁板。由于具有和上述内
壁板相似的环境适应性,这些新内壁板材料将不仅
能满足飞机制造商对于高性能的要求,同时也能满足他们对降低飞机重量的要求。随着新材料和新技术被不断的成功引进到夹芯板中,如在A380飞机前端部分使用新型地板,M.C.GⅢ公司仍不断努力的提高其供应各种内壁板的能力。因为公司包括从生产到销售各个阶段都是纵向联合,这使得他们可以将
内壁板进行裁剪,以满足不同客户的特定要求【1¨。
另据报导,第1批A380型空中客车的复合材料驾驶员座舱地板和两个电器设备隔舱件从M.G.G…公司的北爱尔兰欧洲生产厂起运。专门为空客设计
的67个部件由G…fabⅢ5509复合材料夹芯板制成。
这些板材的表面使用了酚醛树脂和正交铺放的单身
碳纤维,内部是Kevlap芳纶蜂窝夹芯。板材表面有
很薄的玻纤铺层,用于防止电流所产生的腐蚀。板
材具有良好的阻燃、低烟密和低烟毒性能。标准板材的研发和生产由G…公司美国加州总部完成。空中客车A380将于2006年投入运营,该机型可运载555名以上的乘客”8|。
酚醛及其复合材料除具有其他材料不可比拟的阻燃、低发烟和低毒雾等性能外,而且其热机械性能也优于聚酯、环氧等复合材料。近几年来,由于
酚醛树脂在温度升高时才具有优异的机械物理性能,
现已跻身于高性能复合材料的树脂基体行列,作为
一种具有最佳性能价格比的阻燃材料,在欧美受到
极大重视。
参考文献
[1]71/一儿.化学经济2004.3月临时增干U,7l~72[2]PeterHPBrinkman.
Thermosettingmolding
materials[J].
KunstsoffePlastEuropejahrg,2001,9l(10):
140~
142
[3]热硬化性树脂.化学经济2004,7月临时增刊:84
[4]MohamedO.Abdalla.
Boron—modifiedphenolic
resins
forhighperformance
applications[J].
P01ymer,
2003,
44:7353~7359[5]stanleyF.wanat.
characterization
of
Fractionated
Phenolic
Resinsused
in
Photoresists[J].
Polymer
Enginee“ngandscience,2003,
43(10):
1675~1682
[6]GuangboHe.
Model—FreeKinetics:curingBehavior
of
Phenol
FormaldehydeResins
by
Differential
Scanning
calorimetry[J].JournalofAppliedPolymerScience,
2003(87):433~440
[7]RenataLubczak.NovelPhenol—FormaldehydeResins,
2a
Resols
PreparedusingReactive
s01vents[J].
Macrom01.Mater.
Eng.,
2003,
288(1):66~70
[8]MarkoTurunen.
Modificationof
Phenol—Formaldehyde
Res01by
Lignin,Starch,and
Urea[J].Journal
of
AppliedP01ymerscience,2003(88):582^—588
[9]田上异.分子量分布集约/术于y,型71/一J。树脂
(PAPs树脂).末y}7一,求uq一,2004,25(2):28~39
下转第52页
43
F孙一
硅橡胶、聚四氟乙烯等各种高分子材料,也可以是石墨、碳、SiO。、TiOz、蛭石等无机材料,还可以是铝、锌、铬等金属。对玻纤织物的后处理技术不但要选择和改性涂覆料,还要解决涂覆方法和装备,包括用乳液浸渍,胶料刮覆,干粉料通过静电和悬乳再热浸渍,以及覆膜等方法进行。当然还要通过
僚
.:j费j
鐾|箍s~
一爹综述
合适的工艺装备使涂层有足够厚度、牢度以及一定的生产效率和产品质量稳定性。实践证明,玻纤纺织品开发好的单位都很重视这个环节。所以我们要有更多的企业很好借鉴其他纺织品的整染技术,涂料技术及国外的涂、技术,用以更多更好的开发我们玻纤织物。
{|
中E
、阿达纳主编王树根等
m,一,h~々…_1^一…“一…t…_^…“~~一‘^一~‘‘
以上表格中是向大家推荐的几本书。I
瓣堍*鼬鼢瀚枷瓣黔凇协潞獬囊移。澎静’澎镱”静静劳势簿静*黪陶§《毪4趣静:÷簪沓巍转”劳謦毋醺47参静静i挚跨壤谚9毋酵一静谚。毋∥簿““劳螂“矛蟹‰黟势滓龄
嘲蓐簖一姆㈣p’蛳静睁娜鼢e蠕麟一淞锋簿一嘞黪m蹲器”锑舻一褥瓣“黪晦簪一9势耪=-镌枣蟹辨一‘§舔静。黪秽警辨女猎黪,’燃势镑静一努静黪。*鸯毒≯’镑晕“》姆妒黪¥嗨船
[13]ReinfoI’cedP1asticsChinaEdition
Kyu
Lee.
2004:14
上接第43页[10]Young
of
ActivationEnergyandCurjngBehavi。rResins
byDifferen
[14]MatthewH.
theHood.
Nait。ve.Phen()1icSetStiffPace
under
Res。1一andNololac—TypePhen01ic
calorimetry
PlastTechn01,
2003,49(4):47
tial
scanning
andThermogravimetric[15]葛西正美.韩国大邱市地下铁火灾事故[J].强化矿≯天于
y,工,2003.49(6):246~249
[16]野同口兼政.71/一Jbj二,求夕y}实用化、o道(Ⅶ)
Analysis[J].
JournalofAppliedPolymerScience
2003(89):2589~2596[11]。AmornPetsom.
as
an
Brominated
Phenol—FormaldehydeResins[J].强化70于叉于y夕工,
Phenolic
2003,49(10):428—441
Panels
Adhesivefor
P1)rwood[J].JournalofApplied[17]MatthewA.Lowry.
forAircraftand
CompositeInterior
SA5嘏E
PolymerScience,2003(89):1918~1924
Relat谢uses£I].
Jollrnal,
E躲L相庭撼7-/一少树脂[J].雾争套于z謦。2黪鸯_
一'~
。譬’喃Di.‘4辑。}‘b;_r。鬣jsept尊自甄e擎Zaet¨酿确拜2{。a蟹7唾—??16
55(1):139
豫慝鳓i髓i;nf赫e∥魏a甄琵酚躐赫墨di缓毹霉酾豢鳞I熬玺
《玻璃纤维》2005年第3期
52
k瓤豁垒蛊蓬
酚醛槲脂及其复合村米斗发展动向
朱永茂,刘勇,殷荣忠,刘义红,杨玮
(上海欧亚合成材料有限公司,上海200000)
摘要:本文介绍了酚醛树脂及其复合材料的性能、市场概况、开发动向以及国外研究情况和发展状况。关键词:酚醛树脂;复合材料:苯酚;发展动向
DEVELOPINGTRENDS0FPHENOLICRESINANDITS
COMPOSITES
ZHUYongmao,LIUYong,YINRongzhong,LIUYihong,YANG
Wei
(Shanghai
European—AsianSyntheticMeteriaICo.,Ltd,Shanghai
200000)
Abstract:Thispaperdescribestheproperties,marketsituationanddeVeloping仃endsofphenolicresinanditscompositesas
well
as
merelatedR&Dactivitiesathomeandabroad.KeywOrds:
phenolicresin;
composites:
phenol;
deVeloping仃end
1概述
但近两年来,由于苯酚等主要原材料价格的上酚醛树脂及塑料耐热性好,机械强度高,电绝涨幅度过大,生产和市场的变化都很大。面对新的缘性和耐高温蠕变性优良,价格低廉且成型加工性形势,各国不断开拓新的应用领域。2004年10月在好,特别是其良好阻燃性及很少产生有害气体的特美国召开的第50届热固性塑料年会和2004年10月在性,使该种具有近百年历史的合成材料得到进一步日本召开的第54届热固性树脂研讨会上,对酚醛树发展,应用于塑料、复合材料、胶粘剂、涂料和纤脂与塑料的发展事宜作了广泛交流。
维各个领域。经过改性的酚醛树脂作为耐高温的胶粘剂和基体材料正广泛应用于航空、宇航及其他尖2市场概况
端技术领域。
全世界酚醛树脂所需苯酚量为2003年3068kt,2004年3182kt(比2003年度增3_7%)。2004年全世
作者简介:朱永茂,男,1952年生,上海欧亚合成有限公司董事界苯酚总需求量为7627kt,其中用于酚醛树脂的苯长,中国复合材料学会理事,美国尖端材料学会上海分会理事,酚占总量的41.72%。以美国市场为例,苯酚价格从工程师。
2002年1季度的700美元/t上升到2003年2季度的
《玻璃纤维》2005年第3期
35
。Ep‰堕坌鲨
1
300美元/t,2004年上升到1400美元/t左右。两年③德国RASCHIGGMBH公司与瑞典PERSTORP
公司正在商谈合作。
多来苯酚价格上涨竞超过一倍,给苯酚的下游产品链的发展带来了影响…。
2004年全世界酚醛模塑料消费量为504kt,其中美国为62kt,欧洲87kt,亚洲325kt,总消费量比2001年增长6.9%(其中亚洲增长率为9%)瞄J。2003年日本酚醛树脂的总产量为258.5kt(比2002年增长7.7%),其中模塑料为36.2kt,层压板24.4kt,木材加工粘结剂65.4kt。铸造树脂等其他品种为132kt【3】。
酚醛模塑料在美、日、欧洲等发达国家的酚醛树脂中所占份额不大,约占酚醛树脂总消费量的8%~20%。酚醛模塑料在传统应用领域,如各类电源插座、继电器、开关、炊具和餐具的手柄等方面仍有较好销路,其趋势是材料和制品加工逐渐向亚洲,尤其是中国市场扩大发展。
④德国BAKEUTE公司收购了芬兰NESTE公司
的酚醛树脂业务,同时,BAKELITE公司还在捷克建立了一家子公司,获得了捷克供应商阿利亚化学公司每年3万t酚醛树脂的生产能力。德国BAKELITE公司还收购了英国WBB.MINERRALS公司酚醛树脂业务,以巩固其市场地位。
⑤全世界著名的德国BORDENCHEMlCAL和
DELTA—H.A酚醛铸造树脂公司已在美国芝加哥建立H.A—INTERNATIONAL分公司,其年销售额为1.75亿美元。
⑥PERSTORP公司进入北美酚醛树脂市场。瑞
典Perstorp公司称,通过该公司收购Rogers公司成型化合物领域的业务,表明该公司开始进入北美地
区的酚醛树脂市场。新购的Rogers公司的业务将由
3原世界著名酚醛模塑料生产公司一览表
酚醛树脂及其塑料行业的跨国兼并与重组:
Perstorp公司工程酚醛树脂业务的Vynco¨t分公司经营。VyncoIit分公司的负责人称,这将使该部门的销售额提高到7000万美元,同时这也提高了VyncoIit
(D日本SUMlTOMO
OXY—DUREZ公司合并。
BAKEL|TE公司已与美国
分公司在全球酚醛树脂生产领域的地区,由原来的
世界第2位提高到世界第1位,超过了住友BakeIite公司。
②美国F旧ERlTE公司已被美国ROGERS公司收
购。
表1
原世界著名酚醛模塑料生产公司
ii期蘩麟墟黢。
美国美国美国美国比利时
照_i盘公霹fr≯
DUREZ
0缀簧溺珏鼢霹囊疋诞辣蟹t2Q酾馨蕾i。i:
25156、11
CORP.(杜雷兹公司)
CO.(塑料工程公司)
O、30959、32528等77个
PLASTICSENGINEERINGRESlNOlDENGINEERlNG
06314、02440、07100、06990等83个
131
CORP.(雷辛诺特工程公司)0、2020、7005、7201等27个288、FM4038、FM9001等25个
CYTECENGlNEERED
MATERIALS(雪太克工程材料公司)
FM21
VYNCOL|TNV.(芬可莱特公司)BAKELITERASCHIG
2723W、X684、G920等14个90781、PF31、PF85等29个
PF401
德国德国日本
日本
AG.(贝克莱特公司)GMBH(拉西格公司)
CO.,LTD(住友电木株式会社)
1、PF31、MPl83等10个
SUMfTOMOBAKELITEMATSUSHITAELECTRIC
PM6432、PM8220J、PM9820等125个
CY401O、CY9610、CN6449等55个
WORKSLTD(松下电工株式会社)
日本
中国台湾中国台湾
HITACHlCHEMlCAL
CO.,LTD(日立化成株式会社)CO.,LTD(台湾长春塑胶公司)
(台湾工矿公司)
CPJ2010、CPJl950、CPJ6820等55个
T375J、T385J、T378J等21个
DC2035、DC501O、DC7304等14个
CHANGCHUNPLASTICS
lNDUSTRIALDEVELOPMENTCORP.
《玻璃纤维》2005年第3期
36
‰g瓣s奎:.蓬蓬
通过收购Rogers公司业务,Vyncolit公司获得了位于美国密歇根州底特律市的一个酚醛树脂生产装置,这也是该公司在北美地区的第1套酚醛树脂生产装置。VyncoIit公司在比利时的Gent地区拥有
一个生产装置。该公司的酚醛树脂产品定位在汽车
消费市场,主要用于生产可以替代金属产品的汽车
零配件。VvncoIit公司希望开拓酚醛树脂的新用途,
其中包括将酚醛树脂用于水泵和制动装置等市场,以提高其市场份额。
(D日本MATSUSH
lTAELECTRIC
WORKS(松
下电工)公司已独资在上海建立了热固性树脂厂。
每年将生产36∞t酚醛树脂和18∞t不饱和聚酯树脂,
已在2002年投产。产品将供应给当地的汽车和电子行业。公司表示2006年销售额将翻一番。
⑧日本住友化学在中国的酚醛树脂成型材料装
置投产。据“化工资讯”报导,日本住友BakeIite在中国进行建设的酚醛树脂成型材料生产线,最近正式开始运转生产。苏州住友BakeIite内新设的酚醛树脂成型材料新工厂,产能是年产6000t,将以上海地区为主要对象,对电子、电气零组件供应添加玻璃纤维及无氨的高功能产品,该公司是在日本、美国、欧洲、亚洲持有据点的酚醛树脂及其成型材料的全球大型企业,将从这次中国据点正式投产,该成型材料的全球产能将向扩大为年产10万t的目标努力。
4酚醛树脂及塑料开发动向
4.1我国研究开发新型酚醛复合材料的现状
在过去40多年中,我国对传统的酚醛复合材料进行了大量的研究和开发。目前,除可批量生产各种牌号包括改性的酚醛树脂外,在传统的酚醛FRP的制造、纤维、填料、催化剂和压制工艺等方面达到了一定的水平,基本可满足传统市场(如电子、电器、船舶、军用武器装备、宇航工业)的需求。但传统的制造和成型工艺,生产周期长、效率低、手工操作成分大、成本高、质量难以保证,不能适应大批量、高性能的严格要求。尽管如此,几十年的生产和研究积累了可贵的经验,为我国现在研究
和开发新型酚醛复合材料打下了坚实的基础。
有资料显示西北工业大学的“水溶性酚醛树脂阻燃性的研究”,其阻燃性能达到甚至超过国外同类产品,可用于航空、电子、建筑等部门。
国家建材局玻璃钢研究院的“酚醛SMC固化体系的研究”,通过对多种酚醛树脂固化促进剂的一系列考察、试验,成功地开发了酚醛SMC的碱性固化体系,并研究了潜伏性酸性固化体系,探讨了P—SMC的模压工艺。同时,考察了固化体系与树脂糊
中各匹配问题。并对P—SMC与UP—SMC制品性能进行了对比。
北京航空材料研究院以磷酸酯等为阻燃剂制得阻燃耐冲击酚醛树脂、层压板,不仅具有高刚性和阻燃性而且;中击韧性高,满足飞机、货轮内衬材料的要求。
四川联合大学高分子材料系的“开环聚合酚醛树脂及复合材料研究进展”,采用苯并恶嗪中间体合成和并环聚合反应路线,研究成功阻燃型酚醛树脂,用于玻纤增强层压板。其技术先进,中间体结构可调性大,游离酚含量低,开环聚合无小分子释放,制品孔隙率低,收缩小,性能优良,不加阻燃剂,氧指数达42.5%。
山东化工厂研究所已立题,以水溶性甲阶酚醛树脂为粘接剂,碱金属为固化系统,研究“酚醛SMC的树脂糊系统”。
哈尔滨绝缘材料研究所的“无阻燃剂阻燃酚醛塑料的研制”试验证明不加阻燃剂可制得UL94V一0级高阻燃性,保证了低烟、低毒、无腐蚀、低成本及良好的物理机械性能和加工性能,扩大了酚醛塑料的使用范围。
上海已有公司开发了一系列具有优良性能(耐
热、抗冲击、难燃、抗菌、低氯等)的功能型注塑型酚醛模塑料及复合材料新品种,有的是以酚醛改性的三聚氰胺一甲醛为基体树脂的模塑料,适用注射成型。具有耐热、耐电弧、耐漏电起痕指数高的特点;有的是玻璃纤维增强、有特殊用途的酚醛模
塑料,适宜于模塑成型,工艺性能良好,耐热、机
《玻璃纤维》2005年第3期
37
晟P锄堕=箜姿
械性能优良,适用于制造盘式刹车活塞、转动阀门壳体等结构件。
FB树脂具有高氧指数、低毒、低烟、低热值的高阻燃性,可以说是洁净安全的阻燃树脂。由于树脂本身从根本上解决了阻燃性的难题,用此树脂开发的各类产品及所固化的环氧树脂也保留了FB树脂
的这些优异的特性,为复合材料、涂料、粘合剂、
绝缘材料、燃蚀材料各个领域新产品的开发提供了可靠的物质基础。FB树脂在蚌埠耐高温树脂厂已投入工业化生产,相信将在阻燃材料领域内做出新的贡献。
4.2国外新型酚醛复合材料发展动向
世界酚醛树脂工业,以美国和日本发展最为迅速,无论是现代化建设,还是在开拓新的应用领域方面,都始终走在前列,主导着世界酚醛树脂及塑料工业的潮流。
4.1.1酚醛树脂合成及改性研究进展
近几年来,酚醛树脂及塑料的研究和开发以高
机械强度和高耐热性为主要目标,在树脂合成改性等方面的研究有新突破。
①美国塔斯克吉大学的AbdaIIa等人开展了用于高性能应用的硼改性酚醛树脂的研究。他们通过
三苯基硼酸盐(TPB)和多聚甲醛的无溶剂反应,制备了1种在使用工艺温度下具有流动性的硼改性酚醛树脂(BPR)。将TPB和多聚甲醛在3种不同的树脂化温度下进行反应:130℃、120℃和90℃。在90℃下反应生成的BPR进行再加热可熔融,显示出此种树脂具有极大的加工应用前景。在3种温度下制备的树脂其1H和13C—NMR谱都具有相同的吸收方式。羟甲基的置换出现在酯的苯环(4.86~4.75ppm)的邻位和对位,芳烃、亚甲基、醚的连接质子分别归属在7.45~6.74ppm、4.93~3.36ppm、5.30~
4.91
ppm。但反应性resoI型酚醛树脂和硼酸的BPR
合成反应是不可行的,因为resoI树脂之间的相互反应性比resoI与硼酸的反应更具优先性【4]。
②美国新泽西CIariant电子材料公司的Wanat对
用于光敏电阻的分级酚醛树脂进行了研究。他采用
液/液离心式分馏/分离技术对novolac树脂进行分馏,对分馏后的树脂进行分析。并与用传统方法分馏的树脂进行比较。当用于i—ffne高灵敏度光敏电阻的配
方时,这种新的分馏技术可提高树脂的产量,树脂
性能也与传统方法分馏的树脂不相上下,甚至有所提高。分馏过程除去了树脂中的低分子量部分,通
过对分馏得到的树脂以及除去的低分子量物质进行
表征。人们可以更好的通过控制分馏过程来控制树脂的分子结构。本文也证实分馏/分离技术仍有提高
的潜力,以及提高树脂产率并以此生产出性能更稳
定的光敏电阻的潜力瞄J。
③加拿大魁北克拉瓦勒大学运用无模型动力学
理论,通过差示扫描量热法研究酚醛树脂的固化行为。通过用等转化分析法处理非等温DSC数据,获得了PF树脂固化过程中活化能与转化的相关性曲线。该曲线的形状表明,在PF树脂固化过程中,反应机理出现了从动力学反应到扩散机理的转变。在动力学反应阶段中,通过DSC手段比较单体混合物和PF树脂的结果显示,苯酚和甲醛的加成反应在PF树脂合成过程中已大部分完成,主要的动力学反应包括固化过程中的平行缩合。对于扩散机理,提出了一个改进的扩散速率常数方程kD=Doexp(一ED/RT+K1
o(
+K2a
2)。这个方程很好的符合了Ea与o(的相关性,
它显示了温度和转化率对扩散的影响。研究报告预测了在等温条件下随着PF树脂的反应时间的延长,其转化率将会提高,这个预测对实际应用中用非等温实验数据评估热固性体系的等温行为是非常有用
的【6]。
④波兰热舒夫技术大学研究了用反应性溶剂制
备的新型resol酚醛树脂。研究报告用苯酚和酮的多
羟甲基衍生物制备了新型的酚醛树脂,酮的多羟甲
基衍生物是由丙酮和丁酮在甲醛过量的条件下反应生成,是一种已知的三聚氰胺的反应性溶剂。
Renata
Lubczak通过这种方法获得了一组新的resoI
型酚醛树脂,并与传统resoI树脂的结构进行了比较,
研究发现酮的分子片段已经结合进了树脂结构中F】。
⑤芬兰约恩苏大学用木质素、淀粉、尿素对
‰‰;奎:一整蓬
resol型酚醛树脂进行改性,考察了树脂合成过程中这些改性剂的添加时机和改性剂类型对树脂结构、分子量和反应活性的影响。结果显示玉米淀粉和木质素促进了缩合反应。与相应的不含改性剂的参照
树脂相比,较高的分子量和较大的亚甲基桥键/自由
邻对位芳基基团比例可以证实这一点。改性剂在缩合过程中加入的越晚,形成的亚甲基桥键越多,另外,尿素和小麦淀粉在缩合的后期加入也能使最终的缩合达到很高的程度。用木素磺化盐和淀粉作为改性剂,以及尿素的早期加入都能提高p—p7桥键结构的含量。改性剂加入时机仅仅对用小麦淀粉改性的树脂的反应性有极大影响。小麦淀粉一开始加入时反应活性是最高的,随着小麦淀粉加入时机的推后,改性树脂的固化热也随之降低旧j。
⑥日本旭有机化工公司对窄分子量分布的novOlac
型酚醛树脂作了深入研究。通过采用被称为磷酸相分离反应的这一新树脂生产工艺,开发了1种新的novolac型酚醛树脂(PAPS树脂)。这种树脂具有分子量分布窄、单体和二聚物含量低的特点。这种工艺可被应用于各种基础化合物如苯酚、甲酚、双酚、烷基酚等,用以合成相应的在每一低、中、高分子量区域均具有较窄分子量分布的PAPS树脂。研究报告还介绍了磷酸相分离反应的机理以及采用各种不同的基础化合物所合成的PAPS树脂的特征pJ。
⑦韩国汉城国立大学用DSC和TGA法研究了
resoI型和novoIac型酚醛树脂的活化能和固化行为,考察了各种F/P摩尔比(resol型为1.3、1.9和2.5;novoIac型为0.5、0.7和0.9)条件下,resoI型和novolac型酚醛树脂在不同固化条件下的热行为、热降解动力学和高温分解行为。通过采用DSC法在50oc~300℃温度范围内,以5种加热速率(2。5,10,20和40℃/min)研究热反应的活化能。通过TGA法在50℃~800℃温度范围内,以5种加热速率(2,5,10,20和40℃/min)研究热分解的活化能。在固化过
程中,低摩尔比率的树脂比高摩尔比率树脂显示出
更高的活化能。这意味着高摩尔比率的树脂固化时需要更少的热量。因此,摩尔比越高,反应的活化
能越低。在resoI型酚醛树脂的热分解过程中,活化
能先急剧减少,然后保持几乎不变。对于novoIac型酚醛树脂,当F/P摩尔比为0.5或0.7时,其热分解过程中的活化能在所有阶段都保持不变,而当F/P摩尔比为0.9时,novoIac型酚醛树脂的活化能随着反应的进行会逐渐下降【1…。
⑧泰国国立朱拉隆功大学开展了对用作胶合板粘合剂的溴化酚醛树脂的研究,分析了溴对树脂的
物理性能及可燃性的影响。这些研究结果显示,当溴的质量分数为1O%时,溴化酚醛树脂较适合用于胶合板粘合剂。最理想的层压温度和层压时间分别为110℃和30min,由此条件制得的胶合板具有较高的剪切强度、良好的阻燃性以及好的耐热水性和耐冷水性[1川。
422酚醛模塑料研究进展
除了在酚醛树脂研究方面取得上述进展外,在
以酚醛为基材的复合材料方面,随着机电、仪表、电子工业和汽车工业、轻纺工业蓬勃发展的需要,酚醛复合材料新品种也朝着具有机械强度高、耐热性好、耐漏电、耐电弧、阻燃和尺寸稳定性好等特点的方向发展,以工程塑料和先进的复合材料的崭新面貌出现。运用特殊的配方技术和生产工艺,各国大公司正在推出多种抗冲击材料、无氨材料、隔热材料、整流子材料等专用酚醛塑料。42.2.1日本
①日本SumitomoBakellte公司开发的最新品种
包括以下几种:
玻纤增强的高强度PM一5610,高耐热性PM一5620。高耐油性PM一5630系列产品。其中PM一5610弯曲强度200MPa。弯曲弹性模量12200Mpa,冲击强度5.2kJ/m2,抗张强度80MPa,比重1.64,
收缩率0.28,荷重下耐温2∞oc。
耐漏电痕迹指数(CTl)大于250V的PM9245新品种也已成功开发。
耐磨耗酚醛模塑料包括PM一3088、PM一3095等牌号,具有优良的机械强度、耐热性、耐化学药品性、热刚性等,可大量用于汽车滑轮件等,其中
《玻璃纤维》2005年第3期
39
‰laSss奎墨蓬
PM一3095弯曲强度130MPa,弯曲模量20与GPa,压缩强度350MPa,比重2.13,收缩率O.30%,负荷弯曲温度200℃,线膨胀系数14×10加/℃,玻璃化温度(Tg)340℃【1引。
SumitomoDurez公司生产的Durez31988也
是一种低导热品级,用于制造汽车喷油表外壳。
Durez
31
735已广泛用于汽车工业的各个方面。如
制造滑轮、导向轮等,用其制得的导向轮性能优于
橡胶制品,成本低、重量轻,运转时噪声小等;
Durez
32633的压缩强度为275.8MPa,弯曲强度为
206.9MPa,拉伸强度为137.9MPa,被认为可能是市场上最具韧性的粒状酚醛模塑料。
②日本松下电工化学材料事业部新开发上市的
3种无石棉高耐热酚醛模塑料CY9215、CY9210、
CY9216,与一般模塑料相比,同样经过280℃,
100小时处理,其弯曲强度可保持60%,而一般的
只能保持10%。此外,这3种产品还具有优良的耐
蠕变性、耐药品性和耐水性,容易成型加工,可用于汽车、电气、电子、复印机等隔热零部件。
⑧日本日立化成公司(HitachiChemicaI)开发的
坏强度高、绝缘性好、高温尺寸稳定性好的优点。
有CP—J一7000,CP—J一8700等牌号,其中CP—J一MPa,弯曲强度137~157MPa。压缩强度为225~度240~250℃,绝缘电阻(常态)1012~1013Q,耐电压14~16MV/m。吸水率0.1%以下。无氨酚醛注
④日本Asahi
OrganicChemicaIs公司以86%
甲阶、14%乙阶酚醛混合树脂100份,玻纤97份,比利时Vyncolit公司是著名生产热固性塑料的公
司,年销售额为5.5亿美元,最近在北美BloomfieIdH…s,Michigan建立分公司,瞄准汽车和电子工业市场。该公司已成功开发了X,G,W。×B,CG等各种填料增强的系列产品,其中Vyncolit
X6952是
由酚醛乙阶树脂,加入55%玻纤为基材,并用弹性体改性的酚醛工程模塑料。具有优良的机械强度、耐热工艺和尺寸稳定性,可用作航天航空以及汽车工业专用整流子底座、点火线圈、齿轮、替代合金
件的活塞等。其相对密度1.74,负荷下热变形温度
210℃(at1.8MPa)、UL94(1.6mm)V—O级、弯曲断裂应力270MPa、拉伸弹性模量19GPa、缺口冲击强度6.5kJ/m2、抗漏电性175V。
VyncoIjt公司正在计划投放一种短碳纤维增强的酚醛复合材料,这种新型复合材料能替代转轴、活塞和轴承等汽车发动机零部件中的金属材料。VvncoIit公司介绍:因其独特的碳纤维浸润方法,这种被称为Vyntec的复合材料,在一些特定应用中的
性能优于金属和其他碳增强塑料材料。在150℃高
温、化学成分、汽车燃油老化和BOR摩擦测试中,常适合用于运动中互相连接的多个部件以及不需要圈以及刹车和发动机系统所用到的各类轴承和密封VyncoIit公司指出,Vyntec容易成型而且容易实高档欧洲轿车上的进气管可能是酚醛复兴的一Vyntec的性能(弯曲模量和强度、失效应变)相当或明显高于碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)。它在高温下所具有的耐磨损性和低摩擦系数,使Vyntec非对运动部件进行润滑的地方。这些应用包括真空和流体泵中的旋转器和推进器、高性能活塞、驱动垫装置。非汽车应用包括泵部件和建筑用屏蔽电磁干扰装置。
现成本效益,由于使用的碳纤维长度短,质量轻,产品密度很低(约1.35~1_559/cm3),这种产品具有较高的比刚度,可以成为金属和铝压铸部件的理想替代品,使壁厚变薄。同时提供更加广阔的设计空间。这种产品已在2004年10月的德国杜塞尔多夫塑料展会上正式投入市场【1引。
个标志。近几十年来,这种古老的热固性塑料一直
换向器用玻纤增强注塑型酚醛模塑料具有旋转耐破
8700性能为:比重1.81~1.86,拉伸强度59~78255MPa,缺口冲击强度3.9~4.9kJ/m2,热变形温射料有CP—J88∞、CP—J8600等品种。
高岭土79份,丁腈橡胶NBRl0份,六次甲基四胺10份经塑炼加工,开发出弯曲强度207kJ/m2、冲击强度4.8kJ/m2、抗裂性能优良、加工性能好的换向器专用注塑料。422.2比利时
k‰ss变:.壁蓬
在工程热塑性塑料面前相形见绌。虽然玻纤增强尼龙一直占领着注射成型的轿车进气管领域,但一种用于8个汽缸的宝马七系列(735i和745i)的进气管却是由酚醛制作的。这个新应用是由德国宝马集团、供应商Pierburg公司、注射模具商Baumgarten公司以及比利时材料供应商VyncoIit公司共同努力的结果。
这种进气管最初是由玻纤增强的PPS和PPA(高温芳族尼龙)制作的。最终这种外罩用了VyncoIit×7250酚醛材料,它是由玻璃纤维和玻璃微珠增强的。原因之一是这种材料尽管只有2.5mm的平均壁厚,却在140℃(2840F)下仍保留高硬度。该材料室温弯曲模量为120GPa(1.74
m…ion
psi),最大使用
温度为3380F。酚醛外罩是将酚醛模塑料采用注射方式成型为9片。然后被闩在~起制成。8个单片转子安装在酚醛罩内部,转子都采用含有55%玻纤的
VvncoIit
X6952酚醛材料注射成型,比外罩材料有
更高的硬度,可经受住高达3560F的温度。包括金属嵌件在内,整个装置重11.88lb,置于一个镁外壳中。
VvncoIit公司将宝马轿车的进气管视为酚醛在发动机罩下应用的复苏。在欧洲,这个市场正以每年15%的速度增长。在收购了美国Rogers公司后,VvncoIit公司在底特律附近建立了一个技术市场开发中心。VyncoIit公司擅长于用高档的玻纤增强酚醛来替代金属。酚醛在汽车水泵、温度标准仪组件、燃料泵、联动件线圈骨架和整流子等应用领域的增长情况,以及在空调压缩机和节流阀领域的应用前景
良女子【141。
4.22.3美国
①美国Rogers公司以甲阶酚醛树脂、玻纤为基
材开发了无氨系列R×643、RX640、RX647等品种,并在它的R×630基础上不断完善,目前这种玻纤增强酚醛模塑料具有更高的韧性和更好的耐介质性,且导热系数低,已用作多种汽车发动机周围部件。
②美国Fiberite公司最近连续推出了一系列玻纤
增强酚醛模塑料,满足汽车罩下部件及其他金属替
代品的需求。其中,FM一20774D用于制造汽车换向器,产品细粉少,贮存及运输中无结块现象,据称其性能已超过了现有高性能材料,而成本降低约20%。FM一4029FN用于汽车耐高温的传动装置、发动机和燃料系统上的零部件,具有良好的流动性、成型收缩率和尺寸稳定性,可自动预制成型和注射成型。适宜作汽车罩下部件的FM一4065,在150℃下能保持室温下机械性能的70%,也可注射、压缩和传递模塑成型。Fiberite公司为Kohler公司小型发动机配套而推出的FM一400F、FM一4017F和FM一
4065分别用于发动机上通气管、油泵盖、左偏心轮、右偏心轮和滤油器接头5种部件(原为金属件),
具有低成本、低噪音、高耐热、高韧性的性能,可承受通气管耐温高达205℃的要求。
(要)Resjnoid公司商品化了一个耐高温模塑料1460,
这是一种长玻纤增强品种,冲击强度达1762J/m。这种材料主要用于模压成型,但也可用于传递模塑和注射成型,主要用于制作机罩零件。
④Plaslok公司为美国汽车机罩下市场提供了
Plasslok307,把耐热和抗冲击性能结合起来,用它制造的制动加力器阀体质量仅为原来铸铝的一半。4_2.3阻燃型酚醛复合材料研究进展
随着人们对材料阻燃性、发烟性要求的日益重视,其应用范围也正在不断扩大。尤其是2003年3月18日韩国大邱市地下铁发生特大火灾事故(死亡200多人),韩国政府对车辆材料制订了严格的耐热、
阻燃、灭烟等法规,相应也推动了酚醛复合材料的
迅速发展[151。改性树脂及其与新的增强材料如玻
纤、玻纤布、碳纤、陶瓷纤维、聚芳酰胺纤维相结
合的复合材料,既有酚醛的难燃、低烟特性,又提高了韧性,改善了抗冲击性能。
日本树脂罗一r二夕歹工业会(PLA)和英国复合材料成型协会(CPA)重点研究开发了各种牌号的酚醛复合材料,在汽车工业、交通工业、建筑市场直至宇航工业都有良好的前景,可广泛应用于火车、地铁、客车的车厢门、内外装饰件、公共建筑的防火通道、防火门、矿井防火通风管道、船体结构件以
《玻璃纤维》2005年第3期
41
‰‰ss垒整蓬
及火箭、空间站系统的耐热、阻燃制件等[16|。
42.3.1阻燃型酚醛树脂
众所周知,普通的纤维增强酚醛塑料成型时是先把增强材料浸渍酚醛树脂,然后烘干成半干状态,再在高温高压下缩聚固化,这就限制了酚醛的使用。新近开发的新型酚醛树脂可在常温常压下成型,可用于手糊、喷射、纤维缠绕和模压等工艺,而耐热、耐燃性能比不饱和聚酯好。日本昭和高分子(株)
生产的酚醛树脂FRC一100就是这种新型酚醛树脂,
用其制得的纤维增强塑料的物理特性、耐热、耐燃烧性能优异。在150℃~200℃下试件暴露500h其弯曲特性、弹性模量的研究表明,机械性能保持率在90%以上。燃烧检测试验证实,不产生有害的CO、C02等气体,符合JISK~6911BVL一94
V一0级的规
定。
美国科学家Joie
L
Folkers采用硅氧烷改性酚醛树脂和用苯酚、硅氧烷与甲醛来合成树脂的两种工
艺路线合成了高聚物,再用玻纤增强成复合材料,其烟密度12、CO浓度1
73ppm、HCNl
1ppm,具
有优良耐热、阻燃无烟性能,现已用于铺设在海洋中的防火复合管道中。4.2.3.2酚醛泡沫进展
目前PF泡沫开发,转向助剂的研制与开发,克服其脆性,使PF泡沫各项技术指标达到或接近聚氨酯泡沫(除PF泡沫自身特长之外),并要求成本低于聚氨酯,这是一个相当大的研究课题。
美国Isorca公司提供的AIba—core是一种新型轻质酚醛泡沫塑料,作为复合材料的结构芯材,已广泛应用于各类交通工具的壁体阻燃结构件。
AIba—core酚醛泡沫可用玻纤、玻璃棉织垫、蜂窝材料等在模具内一次完整地制成平整或弯曲的
复合材料,密度9pcf,厚度0.125英寸至6英寸,表
面复合时无需粘结剂。该公司已接受美国海军任务,将其用作潜水艇压舱水箱材料,能大大降低艇内水泵及机械转动引起的噪音,不易被敌人的声纳侦察出来。4.2.3.3酚醛SMC
由于酚醛树脂SMC具有比重小,发烟少,难燃
烧,毒性低和耐热好等特点,所以特别适用于宇航器材的生产,现已被广泛应用于宇航建筑运输等行业中,如飞机的配电盘和旅馆的内装壁板等。
酚醛SMC用量的增加集中在公交车辆的内部和外部构件上。QuantumComposites公司推出QC一
21
30是一种低烟、难燃的SMC,用于飞机内构件,
它的特点是快速固化,如3.2mm2的截面在149℃下,固化周期为3min。4.2.3.4酚醛FRP
酚醛FRP的成型品与聚酯FRP相同,均能满足各种使用要求,但酚醛FRP的FST特性是相当优异的,由于具有很低的可燃性,毒性和发烟性,在防火试验中达到了全欧防火标准最高等级,因此不需要添加任何阻燃剂。在燃烧过程中所产生的烟雾是微量的,毒气含量极低,无卤素存在,无氰化物产生,
所释放出的气体中主要是COz、SOz,COz是所有有机物在燃烧过程中的产物,而来自固化剂残余物所
产生的SOz量极低。因此酚醛FRP优良的FST特性可
以提供可靠的安全性,所以在美国和欧洲各国都把酚醛FRP用于阻燃要求高的公共运输领域。
美国HE×EL公司开发的以酚醛树脂预浸料为基
材,采用碳纤维、芳纶纤维和玻纤为填料制成金属蜂窝、非金属窝的各种芯格产品,有HRH一78、HRP、HFT等规格,此种强度好、耐热性能优良的
新型复合材料已广泛用于航天航空工业中。
德国Institute
ofPlastics
Processing(1KV)已开
发出新型阻燃酚醛蜂窝结构材料,已广泛应用于欧洲空中客车的机仓行李箱(QSC)门件中。此轻质阻燃材料具有优良的隔热保温、阻燃、耐磨等性能,因其蜂窝状结构又提高了制件的强度。它还可用于
船体芯材、火车厢体、建筑物等防火保温材料。
M.C.G…公司正在新开发一系列用于飞机内部的夹芯板,这些内壁板以酚醛为基材,包括
G…fab7M5071A和Gi||fablM5072A夹芯板,它们具有
较轻的质量和较好的强度,能满足各种厚度以及剪裁的需要,是专门设计用于飞机内部结构,如厨房、厕所、防水壁、隔板、储藏室、隔间和员工休息间
E‰堕箜姿
等,采用蜂窝式夹芯结构材料制成。为了与欧盟和加利福尼亚州的法律保持一致,M.C.G…公司没有采用多溴联苯醚等逐渐被淘汰的化学药品。
这种内壁板具有极低的热释放率以及耐火、无烟和无毒性,这些特性使之适用于大部分装饰性抛光材料,使得飞机内饰设计人员能为乘客设计更舒适和更具艺术性的环境,可为人们所期望的大部分设计提供了前所未有的灵活度。这种内壁板表面可以采用由顾客提供或指定的装饰性涂层,也可以没
有任何装饰性涂层,没有任何装饰层的板也有极好的表面,利于喷涂油漆或者其他装饰涂层。
由于机身轮廓或者其他工程需要,飞机内部结构经常是不规则的,因此G…f
a
b||”5O71
A和
G…fab…5072A被设计成具有在整个生产过程中易于进行切割、机加工和处理的特点。
同时这种内壁板非常适合于设计复杂精美的家
具,因其可以进行各种各样的连接、切割和折叠、粘接集成等操作。这种复合内壁板的化学性质可广泛匹配于各种通用的粘合剂和填充材料,能在很宽的温度范围和环境条件下使用,如厨房和厕所等。
除了能提供以上这种内壁板,M.C.G…公司还在开发新一代的超轻型内壁板。由于具有和上述内
壁板相似的环境适应性,这些新内壁板材料将不仅
能满足飞机制造商对于高性能的要求,同时也能满足他们对降低飞机重量的要求。随着新材料和新技术被不断的成功引进到夹芯板中,如在A380飞机前端部分使用新型地板,M.C.GⅢ公司仍不断努力的提高其供应各种内壁板的能力。因为公司包括从生产到销售各个阶段都是纵向联合,这使得他们可以将
内壁板进行裁剪,以满足不同客户的特定要求【1¨。
另据报导,第1批A380型空中客车的复合材料驾驶员座舱地板和两个电器设备隔舱件从M.G.G…公司的北爱尔兰欧洲生产厂起运。专门为空客设计
的67个部件由G…fabⅢ5509复合材料夹芯板制成。
这些板材的表面使用了酚醛树脂和正交铺放的单身
碳纤维,内部是Kevlap芳纶蜂窝夹芯。板材表面有
很薄的玻纤铺层,用于防止电流所产生的腐蚀。板
材具有良好的阻燃、低烟密和低烟毒性能。标准板材的研发和生产由G…公司美国加州总部完成。空中客车A380将于2006年投入运营,该机型可运载555名以上的乘客”8|。
酚醛及其复合材料除具有其他材料不可比拟的阻燃、低发烟和低毒雾等性能外,而且其热机械性能也优于聚酯、环氧等复合材料。近几年来,由于
酚醛树脂在温度升高时才具有优异的机械物理性能,
现已跻身于高性能复合材料的树脂基体行列,作为
一种具有最佳性能价格比的阻燃材料,在欧美受到
极大重视。
参考文献
[1]71/一儿.化学经济2004.3月临时增干U,7l~72[2]PeterHPBrinkman.
Thermosettingmolding
materials[J].
KunstsoffePlastEuropejahrg,2001,9l(10):
140~
142
[3]热硬化性树脂.化学经济2004,7月临时增刊:84
[4]MohamedO.Abdalla.
Boron—modifiedphenolic
resins
forhighperformance
applications[J].
P01ymer,
2003,
44:7353~7359[5]stanleyF.wanat.
characterization
of
Fractionated
Phenolic
Resinsused
in
Photoresists[J].
Polymer
Enginee“ngandscience,2003,
43(10):
1675~1682
[6]GuangboHe.
Model—FreeKinetics:curingBehavior
of
Phenol
FormaldehydeResins
by
Differential
Scanning
calorimetry[J].JournalofAppliedPolymerScience,
2003(87):433~440
[7]RenataLubczak.NovelPhenol—FormaldehydeResins,
2a
Resols
PreparedusingReactive
s01vents[J].
Macrom01.Mater.
Eng.,
2003,
288(1):66~70
[8]MarkoTurunen.
Modificationof
Phenol—Formaldehyde
Res01by
Lignin,Starch,and
Urea[J].Journal
of
AppliedP01ymerscience,2003(88):582^—588
[9]田上异.分子量分布集约/术于y,型71/一J。树脂
(PAPs树脂).末y}7一,求uq一,2004,25(2):28~39
下转第52页
43
F孙一
硅橡胶、聚四氟乙烯等各种高分子材料,也可以是石墨、碳、SiO。、TiOz、蛭石等无机材料,还可以是铝、锌、铬等金属。对玻纤织物的后处理技术不但要选择和改性涂覆料,还要解决涂覆方法和装备,包括用乳液浸渍,胶料刮覆,干粉料通过静电和悬乳再热浸渍,以及覆膜等方法进行。当然还要通过
僚
.:j费j
鐾|箍s~
一爹综述
合适的工艺装备使涂层有足够厚度、牢度以及一定的生产效率和产品质量稳定性。实践证明,玻纤纺织品开发好的单位都很重视这个环节。所以我们要有更多的企业很好借鉴其他纺织品的整染技术,涂料技术及国外的涂、技术,用以更多更好的开发我们玻纤织物。
{|
中E
、阿达纳主编王树根等
m,一,h~々…_1^一…“一…t…_^…“~~一‘^一~‘‘
以上表格中是向大家推荐的几本书。I
瓣堍*鼬鼢瀚枷瓣黔凇协潞獬囊移。澎静’澎镱”静静劳势簿静*黪陶§《毪4趣静:÷簪沓巍转”劳謦毋醺47参静静i挚跨壤谚9毋酵一静谚。毋∥簿““劳螂“矛蟹‰黟势滓龄
嘲蓐簖一姆㈣p’蛳静睁娜鼢e蠕麟一淞锋簿一嘞黪m蹲器”锑舻一褥瓣“黪晦簪一9势耪=-镌枣蟹辨一‘§舔静。黪秽警辨女猎黪,’燃势镑静一努静黪。*鸯毒≯’镑晕“》姆妒黪¥嗨船
[13]ReinfoI’cedP1asticsChinaEdition
Kyu
Lee.
2004:14
上接第43页[10]Young
of
ActivationEnergyandCurjngBehavi。rResins
byDifferen
[14]MatthewH.
theHood.
Nait。ve.Phen()1icSetStiffPace
under
Res。1一andNololac—TypePhen01ic
calorimetry
PlastTechn01,
2003,49(4):47
tial
scanning
andThermogravimetric[15]葛西正美.韩国大邱市地下铁火灾事故[J].强化矿≯天于
y,工,2003.49(6):246~249
[16]野同口兼政.71/一Jbj二,求夕y}实用化、o道(Ⅶ)
Analysis[J].
JournalofAppliedPolymerScience
2003(89):2589~2596[11]。AmornPetsom.
as
an
Brominated
Phenol—FormaldehydeResins[J].强化70于叉于y夕工,
Phenolic
2003,49(10):428—441
Panels
Adhesivefor
P1)rwood[J].JournalofApplied[17]MatthewA.Lowry.
forAircraftand
CompositeInterior
SA5嘏E
PolymerScience,2003(89):1918~1924
Relat谢uses£I].
Jollrnal,
E躲L相庭撼7-/一少树脂[J].雾争套于z謦。2黪鸯_
一'~
。譬’喃Di.‘4辑。}‘b;_r。鬣jsept尊自甄e擎Zaet¨酿确拜2{。a蟹7唾—??16
55(1):139
豫慝鳓i髓i;nf赫e∥魏a甄琵酚躐赫墨di缓毹霉酾豢鳞I熬玺
《玻璃纤维》2005年第3期
52