Низколетучая стирол-полиэфирная смола

В процессах ручной укладки и формования распылением смолу обычно наносят слоями на открытую форму. Особенно во время процесса напыления смола распыляется и распыляется, при этом образуются мелкие частицы, которые осаждаются на поверхности формы. Однако до полного отверждения смолы стирол продолжает улетучиваться из нее, что приводит к повышению концентрации стирола в воздухе цеха. Это не только приводит к потере стирола, но и представляет потенциальную опасность для окружающей среды. В цехах с плохой вентиляцией концентрация стирола в воздухе может стать чрезмерно высокой, что потенциально может повлиять на здоровье операторов, подвергающихся воздействию этой среды в течение длительного периода. Поэтому в различных странах установлены пороговые значения (ПДК) концентрации стирола в воздухе, обычно основанные на 8-часовом рабочем дне и 40-часовой рабочей неделе. Например, и в Великобритании, и в США ПДК для стирола установлена ​​на уровне 100 г/м⊃3;, а Швеция ограничила его 50 г/м⊃3;.

Чтобы концентрация стирола в воздухе цеха оставалась ниже установленного ПДК, необходимо усилить вентиляцию. Однако использование исключительно вентиляции может привести к падению температуры в помещении зимой, что приведет к увеличению затрат на отопление, что делает крайне важным снижение улетучивания стирола в полиэфирной смоле.

Ранние смолы с низкой летучестью уменьшали испарение стирола за счет добавления небольшого количества парафина в качестве ингибитора испарения. В процессе отверждения парафин образует тонкую пленку на поверхности смолы, действуя как воздушный барьер. Однако добавление парафина может привести к расслоению ламинированных материалов.

Чтобы исправить эту ситуацию, были разработаны последующие рецептуры, в которых парафины с высокой и низкой температурой плавления сочетались с различными полимерами, такими как поли(бутиленсукцинат) и поли(бутилакрилат). Кроме того, использовалась комбинация ингибитора испарения (например, парафина) и промотора адгезии. Промотором адгезии могут быть гидрофобные простые или сложные эфиры, содержащие две углеводородные группы и по меньшей мере одну двойную связь, а также ненасыщенный изопрен и его производные, такие как льняное масло, дипентен и диаллиловый эфир триметилолпропана. Типичный уровень добавления парафина составляет от 0,05% до 0,5% (по массе), тогда как активатор адгезии добавляется в количестве от 0,1% до 2% (по массе).

Помимо добавления ингибиторов, для снижения улетучивания стирола можно использовать следующие методы:

1. Снижение содержания стирола. Снижая содержание стирола в рецептуре, можно напрямую уменьшить количество стирола, улетучивающегося в процессе отверждения. Обычно этого достигают путем введения других сшивающих мономеров или реактивных разбавителей для поддержания характеристик смолы.

2. Методы концевого покрытия. Введение в смолу низколетучих концевых агентов может снизить улетучивание стирола. Эти агенты химически связывают стирол внутри полимерной цепи, тем самым уменьшая его высвобождение.

3. Смолы с высоким содержанием твердых частиц. Увеличение доли твердых компонентов в смоле снижает долю летучих компонентов, тем самым уменьшая улетучивание стирола. Этот подход обычно требует усовершенствования процессов производства смол, чтобы гарантировать, что смолы с высоким содержанием нелетучих компонентов по-прежнему обладают хорошими эксплуатационными свойствами и качеством конечного продукта.

4. Добавление наноматериалов. Добавление к смоле наноматериалов, таких как нанокремнезем или нанокарбонат кальция, может ингибировать улетучивание стирола за счет изменения микроструктуры смолы. Эти наноматериалы могут увеличить вязкость смолы и плотность сшивки, тем самым уменьшая миграцию стирола.

5. Улучшение процессов отверждения. Оптимизация процессов отверждения, например, применение более низких температур и более короткого времени отверждения, может снизить улетучивание стирола во время отверждения. Кроме того, использование процессов УФ-отверждения без стирола может эффективно минимизировать испарение стирола.

Для дальнейшего снижения испарения стирола постоянно совершенствуются процессы: процессы ручной укладки и формования распылением постепенно переходят на технологии закрытой формы, такие как трансферное формование смолы (RTM).