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如何控制手糊成型过程中不饱和聚酯树脂的固化时间?
2025-08-01 09:11:10
手糊成型过程中,不饱和聚酯树脂的固化时间直接影响制品质量(如气泡排除、收缩变形、力学性能)和生产效率,需通过原材料配比、环境参数、工艺控制等多维度精准调控,具体方法如下:

一、核心调控手段:固化剂与促进剂的配比设计

不饱和聚酯树脂的固化反应(自由基聚合)主要由固化剂(引发剂)和促进剂(催化剂)驱动,二者的种类及比例是控制固化时间的关键。

 

  1. 固化剂的选择与用量
    • 常用固化剂:过氧化甲乙酮(MEKP,最常用)、过氧化环己酮(CHP)等,其中 MEKP 因活性稳定、适用温度范围广(5-35℃),更适合手糊工艺。
    • 用量调整原则:
      • 常温(20-25℃)下,MEKP 添加量通常为树脂质量的1.0%-2.0%
        • 用量过低(<1.0%):固化缓慢(可能超过 6 小时),易导致树脂流挂、纤维浸润不均,甚至不完全固化;
        • 用量过高(>2.0%):固化过快(可能 < 1 小时),气泡无法及时排出,且放热集中导致局部过热,引发制品开裂。
      • 需根据树脂型号(如邻苯型、间苯型)调整:间苯型树脂活性略低,固化剂用量可增加 0.2%-0.5%。
  2. 促进剂的匹配与比例
    • 常用促进剂:钴盐溶液(如异辛酸钴、环烷酸钴,呈紫红色),作用是降低固化剂分解温度,加速反应。
    • 与固化剂的配比:通常遵循 “促进剂:固化剂 = 1:2-1:3”(质量比),例如:
      • 若固化剂添加 1.5%,促进剂则为 0.5%-0.75%;
      • 钴盐浓度(如 6%、12%)需统一:浓度越高,促进效果越强,需相应减少添加量(如 12% 钴盐用量为 6% 的一半)。
    • 禁忌:禁止将固化剂与促进剂直接混合(会剧烈反应放热,引发爆炸风险),需分别加入树脂并搅拌均匀。

二、环境温度的适配调整

温度是影响固化反应速率的重要外部因素,需根据环境温度动态调整配比:

 

环境温度 固化剂用量(占树脂) 促进剂用量(占树脂) 目标固化时间(常温) 备注
低温(5-15℃) 1.5%-2.0% 0.7%-1.0% 3-5 小时 可辅助加热(如红外灯)
常温(20-25℃) 1.0%-1.5% 0.5%-0.7% 2-4 小时 最佳反应区间
高温(30-35℃) 0.8%-1.2% 0.3%-0.5% 1-2 小时 需加快操作节奏,避免过快固化

 

  • 极端温度应对:
    • 冬季低温:可将树脂提前预热至 20-25℃(水浴加热,避免超过 40℃导致树脂提前凝胶),或使用 “低温专用固化剂”(如叔丁基过氧化苯甲酸酯);
    • 夏季高温:减少固化剂 / 促进剂用量,或分批次调配树脂(每次调配量控制在 30 分钟内用完),避免树脂在容器中提前固化。

三、工艺操作中的辅助控制

  1. 树脂调配的均匀性
    • 固化剂、促进剂需分两次加入树脂并充分搅拌(每次搅拌 1-2 分钟,确保无沉淀、颜色均匀),避免局部浓度过高导致固化速度不一致(如局部先凝胶,形成 “硬块”)。
    • 建议使用带刻度的容器称重调配,禁止凭经验估算用量。
  2. 铺层操作与固化节奏匹配

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