El desarrollo deresina de poliéster insaturadoLos productos tienen una historia de más de 70 años. En tan poco tiempo, los productos de resina de poliéster insaturado se han desarrollado rápidamente en términos de producción y nivel técnico. Desde sus inicios, los productos de resina de poliéster insaturado se han convertido en una de las variedades más importantes en la industria de resinas termoendurecibles. Durante el desarrollo de las resinas de poliéster insaturado, ha surgido información técnica sobre patentes de productos, revistas especializadas, libros técnicos, etc. Hasta la fecha, se registran cientos de patentes de invención cada año relacionadas con la resina de poliéster insaturado. Esto demuestra que la tecnología de producción y aplicación de la resina de poliéster insaturado ha madurado cada vez más con el desarrollo de la producción, y ha conformado gradualmente un sistema técnico propio, único y completo, tanto en su teoría de producción como de aplicación. En el pasado, las resinas de poliéster insaturado han contribuido especialmente al uso general. En el futuro, se desarrollarán en campos de aplicación específicos, y al mismo tiempo, se reducirá el costo de las resinas de uso general. A continuación se presentan algunos tipos interesantes y prometedores de resinas de poliéster insaturado, entre los que se incluyen: resina de baja contracción, resina ignífuga, resina de refuerzo, resina de baja volatilización de estireno, resina resistente a la corrosión, resina de gel coat, resina de curado por luz. Resinas de poliéster insaturado, resinas de bajo costo con propiedades especiales y fibras de alto rendimiento sintetizadas con nuevas materias primas y procesos.
1. Resina de baja contracción
Esta variedad de resina podría ser un tema antiguo. La resina de poliéster insaturado presenta una gran contracción durante el curado, con una tasa de contracción volumétrica general del 6-10%. Esta contracción puede deformar gravemente o incluso agrietar el material, excepto en el proceso de moldeo por compresión (SMC, BMC). Para superar este inconveniente, se suelen utilizar resinas termoplásticas como aditivos de baja contracción. DuPont obtuvo una patente en este campo en 1934, con el número US 1.945,307. La patente describe la copolimerización de ácidos anticolélicos dibásicos con compuestos vinílicos. Claramente, en aquel entonces, esta patente fue pionera en la tecnología de baja contracción para resinas de poliéster. Desde entonces, muchos investigadores se han dedicado al estudio de los sistemas de copolímeros, que entonces se consideraban aleaciones plásticas. En 1966, las resinas de baja contracción de Marco se utilizaron por primera vez en moldeo y producción industrial.
La Asociación de la Industria del Plástico denominó posteriormente a este producto "SMC", que significa compuesto de moldeo en láminas, y a su premezcla de baja contracción "BMC", que significa compuesto de moldeo a granel. Para las láminas de SMC, generalmente se requiere que las piezas moldeadas con resina tengan una buena tolerancia de ajuste, flexibilidad y brillo de grado A, y que se eviten las microfisuras en la superficie, lo que exige que la resina correspondiente tenga una baja tasa de contracción. Por supuesto, desde entonces, numerosas patentes han mejorado y perfeccionado esta tecnología, y la comprensión del mecanismo del efecto de baja contracción ha madurado gradualmente, y han surgido diversos agentes de baja contracción o aditivos de bajo perfil según las necesidades del momento. Los aditivos de baja contracción más utilizados son el poliestireno, el polimetilmetacrilato y similares.
2. Resina ignífuga
En ocasiones, los materiales ignífugos son tan importantes como los medicamentos para la extinción de incendios, y pueden prevenir o reducir la ocurrencia de desastres. En Europa, el número de muertes por incendios ha disminuido aproximadamente un 20 % en la última década gracias al uso de retardantes de llama. La seguridad de estos materiales también es fundamental. La estandarización de los materiales utilizados en la industria es un proceso lento y complejo. Actualmente, la Comunidad Europea está llevando a cabo evaluaciones de riesgos sobre numerosos retardantes de llama halogenados y de halógeno-fósforo, muchas de las cuales se completarán entre 2004 y 2006. En la actualidad, nuestro país utiliza generalmente dioles clorados o bromo, o sustitutos de ácidos dibásicos halogenados, como materias primas para la elaboración de resinas reactivas ignífugas. Los retardantes de llama halogenados producen una gran cantidad de humo al quemarse, junto con la generación de haluro de hidrógeno altamente irritante. El humo denso y el esmog tóxico generados durante la combustión causan graves daños a la salud.
Más del 80% de los accidentes por incendio son causados por esto. Otra desventaja del uso de retardantes de llama a base de bromo o hidrógeno es que, al quemarse, producen gases corrosivos y contaminantes que dañan los componentes eléctricos. El uso de retardantes de llama inorgánicos, como alúmina hidratada, magnesio, compuestos de molibdeno y otros aditivos, permite obtener resinas ignífugas de baja emisión de humo y baja toxicidad, aunque presentan un efecto de supresión de humo evidente. Sin embargo, si la cantidad de relleno retardante de llama inorgánico es excesiva, no solo aumenta la viscosidad de la resina, lo cual dificulta la construcción, sino que, además, una gran cantidad de aditivo retardante de llama afecta la resistencia mecánica y las propiedades eléctricas de la resina tras el curado.
Actualmente, numerosas patentes extranjeras describen la tecnología de utilizar retardantes de llama a base de fósforo para producir resinas ignífugas de baja toxicidad y baja emisión de humo. Estos retardantes poseen un considerable efecto ignífugo. El ácido metafosfórico generado durante la combustión se polimeriza en un estado polimérico estable, formando una capa protectora que recubre la superficie del objeto en combustión, aislando el oxígeno, promoviendo la deshidratación y carbonización de la superficie de la resina y formando una película protectora carbonizada. De esta manera, se previene la combustión. Además, los retardantes de llama a base de fósforo pueden utilizarse junto con retardantes de llama halogenados, lo que produce un efecto sinérgico muy evidente. Por supuesto, la futura línea de investigación en resinas ignífugas se centra en la baja emisión de humo, la baja toxicidad y el bajo costo. La resina ideal es libre de humo, de baja toxicidad y bajo costo, no afecta a la resina, posee propiedades físicas inherentes, no requiere la adición de materiales adicionales y puede producirse directamente en la planta de producción de resinas.
3. Resina de refuerzo
En comparación con las variedades originales de resina de poliéster insaturado, la tenacidad de la resina actual ha mejorado notablemente. Sin embargo, con el desarrollo de la industria de transformación de la resina de poliéster insaturado, surgen nuevos requisitos para su rendimiento, especialmente en lo que respecta a la tenacidad. La fragilidad de las resinas insaturadas tras el curado se ha convertido en un problema importante que limita su desarrollo. Tanto en productos artesanales moldeados por fundición como en productos moldeados o enrollados, la elongación a la rotura se convierte en un indicador clave para evaluar la calidad de los productos de resina.
En la actualidad, algunos fabricantes extranjeros utilizan el método de añadir resina saturada para mejorar la tenacidad. Por ejemplo, añadiendo poliéster saturado, caucho de estireno-butadieno y caucho de estireno-butadieno (suo) con terminación carboxilo, etc., este método pertenece al método de endurecimiento físico. También se puede utilizar para introducir polímeros de bloque en la cadena principal del poliéster insaturado, como la estructura de red interpenetrante formada por resina de poliéster insaturado y resina epoxi y resina de poliuretano, lo que mejora enormemente la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto de la resina, este método de endurecimiento pertenece al método de endurecimiento químico. También se puede utilizar una combinación de endurecimiento físico y químico, como mezclar un poliéster insaturado más reactivo con un material menos reactivo para lograr la flexibilidad deseada.
Actualmente, las láminas de SMC se utilizan ampliamente en la industria automotriz debido a su ligereza, alta resistencia, resistencia a la corrosión y flexibilidad de diseño. Para componentes importantes como paneles, puertas traseras y paneles exteriores, se requiere una buena tenacidad. Los protectores pueden doblarse hasta cierto punto y recuperar su forma original tras un ligero impacto. Al aumentar la tenacidad de la resina, a menudo se pierden otras propiedades, como la dureza, la resistencia a la flexión, la resistencia al calor y la velocidad de curado durante la fabricación. Mejorar la tenacidad de la resina sin perder otras propiedades inherentes se ha convertido en un tema importante en la investigación y el desarrollo de resinas de poliéster insaturado.
4. Resina volátil de bajo contenido de estireno
En el proceso de fabricación de resina de poliéster insaturado, el estireno, un compuesto tóxico y volátil, representa un grave riesgo para la salud de los trabajadores de la construcción. Además, el estireno se emite al aire, lo que provoca una grave contaminación atmosférica. Por ello, numerosas autoridades limitan la concentración permitida de estireno en el aire de las plantas de producción. Por ejemplo, en Estados Unidos, el nivel de exposición permisible (PEL) es de 50 ppm, mientras que en Suiza es de 25 ppm, un nivel difícil de alcanzar. La ventilación forzada también presenta limitaciones. Sin embargo, una ventilación forzada también conlleva la pérdida de estireno de la superficie del producto y la volatilización de una gran cantidad de este compuesto al aire. Por consiguiente, para reducir la volatilización del estireno desde la raíz, es necesario abordar este problema en la planta de producción de resina. Esto requiere el desarrollo de resinas de baja volatilidad de estireno (LSE, por sus siglas en inglés) que no contaminen o contaminen menos el aire, o resinas de poliéster insaturadas sin monómeros de estireno.
La reducción del contenido de monómeros volátiles ha sido un tema desarrollado por la industria extranjera de resinas de poliéster insaturado en los últimos años. Actualmente se utilizan muchos métodos: (1) el método de agregar inhibidores de baja volatilidad; (2) la formulación de resinas de poliéster insaturado sin monómeros de estireno utiliza divinil, vinilmetilbenceno, α-metilestireno para reemplazar los monómeros de vinilo que contienen monómeros de estireno; (3) la formulación de resinas de poliéster insaturado con monómeros de estireno bajos es usar los monómeros anteriores y monómeros de estireno juntos, como usar ftalato de dialilo El uso de monómeros de vinilo de alto punto de ebullición como ésteres y copolímeros acrílicos con monómeros de estireno: (4) Otro método para reducir la volatilización del estireno es introducir otras unidades como diciclopentadieno y sus derivados en el esqueleto de la resina de poliéster insaturado, para lograr una baja viscosidad y, en última instancia, reducir el contenido de monómero de estireno.
Para encontrar una solución al problema de la volatilización del estireno, es necesario considerar exhaustivamente la aplicabilidad de la resina a los métodos de moldeo existentes, como la pulverización superficial, el proceso de laminación y el moldeo SMC. También se deben considerar el costo de las materias primas para la producción industrial y la compatibilidad con el sistema de resina, la reactividad de la resina, la viscosidad y las propiedades mecánicas de la resina después del moldeo. En mi país, no existe una legislación clara que restrinja la volatilización del estireno. Sin embargo, con la mejora del nivel de vida de la población y el aumento de la conciencia sobre su propia salud y la protección del medio ambiente, es solo cuestión de tiempo que se requiera una legislación pertinente para un país con un consumo energético aún por explotar como el nuestro.
5. Resina resistente a la corrosión
Uno de los usos más importantes de las resinas de poliéster insaturado es su resistencia a la corrosión frente a sustancias químicas como disolventes orgánicos, ácidos, bases y sales. Según la introducción de expertos en redes de resinas insaturadas, las resinas resistentes a la corrosión actuales se dividen en las siguientes categorías: (1) tipo o-benceno; (2) tipo isobenceno; (3) tipo p-benceno; (4) tipo bisfenol A; (5) tipo éster vinílico; y otras como el tipo xileno, el tipo compuesto halogenado, etc. Tras décadas de investigación continua por parte de varias generaciones de científicos, la corrosión de la resina y el mecanismo de resistencia a la corrosión se han estudiado exhaustivamente. La resina se modifica mediante diversos métodos, como la introducción de un esqueleto molecular difícil de resistir la corrosión en la resina de poliéster insaturado, o el uso de poliéster insaturado, éster vinílico e isocianato para formar una estructura de red interpenetrante, lo cual es muy importante para mejorar la resistencia a la corrosión de la resina. La resistencia a la corrosión es muy eficaz, y la resina producida mediante el método de mezcla de resina ácida también puede lograr una mejor resistencia a la corrosión.
En comparación conresinas epoxi,El bajo costo y la facilidad de procesamiento de las resinas de poliéster insaturado representan grandes ventajas. Según expertos en resinas insaturadas, su resistencia a la corrosión, especialmente a los álcalis, es muy inferior a la de la resina epoxi, por lo que no puede sustituirla. Actualmente, el auge de los suelos anticorrosivos ha generado oportunidades y desafíos para las resinas de poliéster insaturado. Por lo tanto, el desarrollo de resinas anticorrosivas especiales presenta amplias perspectivas.
El gel coat desempeña un papel importante en los materiales compuestos. No solo cumple una función decorativa en la superficie de los productos de FRP, sino que también contribuye a la resistencia al desgaste, al envejecimiento y a la corrosión química. Según expertos de la red de resinas no saturadas, la dirección de desarrollo de la resina de gel coat es desarrollar una resina de gel coat con baja volatilización de estireno, buen secado al aire y alta resistencia a la corrosión. Existe un amplio mercado para gel coats resistentes al calor en resinas de gel coat. Si el material FRP se sumerge en agua caliente durante un tiempo prolongado, aparecerán ampollas en la superficie. Al mismo tiempo, debido a la penetración gradual del agua en el material compuesto, las ampollas superficiales se expandirán gradualmente. Las ampollas no solo afectarán la apariencia del gel coat, sino que también reducirán gradualmente las propiedades de resistencia del producto.
Cook Composites and Polymers Co. de Kansas, EE. UU., utiliza métodos de terminación de epoxi y éter glicidílico para fabricar una resina de gel coat con baja viscosidad y excelente resistencia al agua y a los solventes. Además, la empresa también utiliza un compuesto de resina A (resina flexible) modificada con poliéter poliol y terminada en epoxi, y una resina B (resina rígida) modificada con diciclopentadieno (DCPD), ambas con Después de la composición, la resina con resistencia al agua puede no solo tener buena resistencia al agua, sino también buena tenacidad y resistencia. Los solventes u otras sustancias de bajo peso molecular penetran en el sistema de material FRP a través de la capa de gel coat, convirtiéndose en una resina resistente al agua con excelentes propiedades integrales.
7. Resina de poliéster insaturado fotopolimerizable
Las resinas de poliéster insaturado se caracterizan por su larga vida útil y rápida velocidad de curado, lo que permite limitar la volatilización del estireno mediante fotocurado. Gracias al avance de los fotosensibilizadores y los dispositivos de iluminación, se han sentado las bases para el desarrollo de resinas fotocurables. Se han desarrollado y producido en grandes cantidades diversas resinas de poliéster insaturado fotocurables. Este proceso mejora las propiedades del material, el rendimiento del proceso y la resistencia al desgaste superficial, además de aumentar la eficiencia de la producción.
8. Resina de bajo costo con propiedades especiales
Estas resinas incluyen resinas espumadas y resinas acuosas. Actualmente, la escasez de energía proveniente de la madera muestra una tendencia al alza. Además, existe una escasez de operarios cualificados en la industria maderera, y estos trabajadores reciben salarios cada vez más altos. Estas condiciones propician la entrada de plásticos de ingeniería en el mercado de la madera. Las resinas espumadas insaturadas y las resinas acuosas se desarrollarán como maderas artificiales en la industria del mueble debido a su bajo costo y alta resistencia. Su aplicación será lenta al principio, pero con la mejora continua de la tecnología de procesamiento, se desarrollará rápidamente.
Las resinas de poliéster insaturado se pueden espumar para crear resinas espumadas que se pueden usar como paneles de pared, separadores de baño preformados y más. La tenacidad y resistencia del plástico espumado con resina de poliéster insaturado como matriz son mejores que las del PS espumado; es más fácil de procesar que el PVC espumado; el costo es menor que el del plástico de poliuretano espumado, y la adición de retardantes de llama también puede hacerlo ignífugo y antienvejecimiento. Aunque la tecnología de aplicación de la resina está completamente desarrollada, la aplicación de la resina de poliéster insaturado espumada en muebles no ha recibido mucha atención. Después de la investigación, algunos fabricantes de resina tienen gran interés en desarrollar este nuevo tipo de material. Algunos problemas importantes (formación de película, estructura de panal, relación de tiempo de gelificación-espumado, control de la curva exotérmica) no se han resuelto completamente antes de la producción comercial. Hasta que se obtenga una respuesta, esta resina solo puede aplicarse debido a su bajo costo en la industria del mueble. Una vez resueltos estos problemas, esta resina se utilizará ampliamente en áreas como materiales espumados ignífugos en lugar de solo aprovechar su economía.
Las resinas de poliéster insaturado que contienen agua se pueden dividir en dos tipos: solubles en agua y de emulsión. Ya en la década de 1960, en el extranjero, existían patentes e informes bibliográficos en este campo. La resina que contiene agua se obtiene añadiendo agua como relleno a la resina de poliéster insaturado antes de su gelificación, pudiendo alcanzar un contenido de agua de hasta el 50%. Esta resina se denomina resina WEP. Se caracteriza por su bajo coste, ligereza tras el curado, buena resistencia a la llama y baja contracción. El desarrollo e investigación de la resina que contiene agua en mi país comenzó en la década de 1980, y desde entonces ha transcurrido un largo periodo. En cuanto a su aplicación, se ha utilizado como agente de anclaje. La resina de poliéster insaturado acuosa es una nueva generación de UPR. La tecnología en el laboratorio está cada vez más desarrollada, pero aún hay menos investigación sobre su aplicación. Los problemas que requieren mayor resolución son la estabilidad de la emulsión, algunos problemas en el proceso de curado y moldeo, y la aprobación del cliente. En general, una planta de resina de poliéster insaturado de 10 000 toneladas puede generar aproximadamente 600 toneladas de aguas residuales al año. Si la contracción producida durante el proceso de fabricación de la resina de poliéster insaturado se utiliza para producir resina con contenido de agua, se reducirá el costo de la resina y se solucionará el problema de la protección ambiental en la producción.
Comercializamos los siguientes productos de resina: resina de poliéster insaturado;resina de vinilo; resina de gel coat; resina epoxi.
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Fecha de publicación: 8 de junio de 2022
