新型铜促进剂及铁促进剂对UPR/MEKP固化特性的研究

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不饱和聚酯树脂(UPR)是一种用途广泛的热固性树脂,促进剂对其室温固化应用至关重要。因钴系促进剂存在的潜在致癌性使其应用受到限制,开发低毒环保的非钴盐促进剂成为近年来各公司的研究重点。Akzonobel公司研发的新型铜促进剂CF12N和铁促进剂CF40作为钴促进剂的替代,在未来有很大的发展和应用的空间,有必要深入研究并进一步改善其固化特性。本论文主要研究了CF12N和CF40对过氧化甲乙酮(MEKP)在UPR固化过程中的促进活性及体系的固化特性。因MEKP主要含有过氧化氢(H2O2)、2,2-二氢过氧丁烷(T4)和过氧化丁酮(T3)三种氢过氧化物组分。本文通过多次萃取制得了H2O2、T4、T3的单组分溶液,采用差示扫描量热仪(DSC)详细地研究了CF12N和CF40对MEKP及其组分H2O2、T4、T3在引发UPR固化时的促进特性,并通过紫外-可见分光光度法研究了CF12N和CF40与MEKP反应过程。结果表明,CF12N和CF40对MEKP组分的促进活性均表现为H2O2>T4>T3,但CF12N对各组分的促进活性差别较小,使UPR/MEKP/CF12N体系的DSC固化曲线呈现单峰,UPR/MEKP/CF40体系呈多峰。CF12N对UPR/MEKP的固化具有一定程度的高温阻滞效应,当固化温度较高时UPR固化不完全。CF40对MEKP表现出很好的低温促进活性,可使UPR完全固化;H2O2与T4对CF40/MEKP/UPR的低温固化活性起重要作用,T3对CF40/MEKP/UPR高温下的完全固化起重要作用。但高用量CF40会降低低温下的固化活性,使固化过程延后。将CF12N与UPR制成预混料时,会产生随存放时间增长,固化凝胶时间会延长的不稳定现象。本论文利用DSC确认了这一现象,并研究了预混料中CF12N含量对固化温度的影响,结果显示随着CF12N预混含量的增加,固化起聚温度升高幅度减小。以马来酸二乙酯和富马酸二乙酯为模型化合物与CF12N混合探究了对促进活性的影响,研究表明CF12N与UPR预混料凝胶时间延长主要受CF12N中铜配体二乙醇胺和不饱和聚酯中残留的马来酸酯双键的反应程度影响,导致配体结构变化,从而使促进剂活性下降。
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