氨基模塑料冲击性能研究.pdf

18
工程塑料应用
2011年,第39卷,第7期
氨基模塑料冲击性能研究
关琦杨小燕许宁伍凯飞
杨玉明
(南京化工职业技术学院,南京210048)(南京湘宝钛白制品实业有限公司,南京2130
摘要介绍氯基模塑料的基本生产工艺流程,探索固化剂、含水量、填料及成型工艺条件对氨基模塑料冲击性
能的影响。结果表明,随着复配固化剂含量的増加,试样的缺ロ冲击强度呈现出先上升后急速下降的趋势;控制氣
基模塑料的含水量为4%,选用中、短阿尔派纤维,可有效保证制品的流动性;随着成型温度和压力的提高,试样的缺
口冲击强度呈下降趋势,在较低成型温度、适宜的成型压力和較短的成型时间下,可提高制品的冲击强度。
关键词氪基模塑料流动性冲击强度
氨基模塑料在我国的发展已经有40多年的历翻料次数等,直到低分子化合物挥发完毕。然后经
史,随着国民经济的持续快速发展,以及石油危机的粉碎、球蘑、过筛得到氨基模塑料。试样制备流程见
不断临近,作为煤化工后加工产品之一的氨基模塑图1
料正受到各行各业的重视。氨基模塑料是一个很有甲醛尿素
生命力的热固性塑料,其原料来源丰富,生产工艺简
单,价格便宜,具备良好的性能,被各行各业广泛应
縮聚」一捏合
千燥
粉一球
用。其制品拥有良好的力学性能和电性能,尤其是
稳定剂填料
阻燃性能优良,加工方便,所生产的制品广泛代替陶
图]氨基模塑料制备工艺流程
瓷,具备良好的发展前景。笔者现就氨基模塑料的1.4性能测试
冲击性能进行系统的研究。
流动性按CB13454-1992测试;
实验部分
缺口冲击强度按GB/T1043-2008测试
1.1主要原材料
固化成型时间测定:将氨基模塑料放入一定温
甲醛、尿素、乌洛托品、硬階酸锌:エ业级,市售;度的检测模具内,按照氨基模塑料成型步骤测定固
固化剂D:主体成分为脂肪族胺类,白制
化时间。测试工艺条件:上模150℃,下模145℃,模
1.2设备、仪器
具压力25MPa,成型总时间60s左右,放气时间视
捏合机:ZNH-2型,如皋市异光捏合杌厂
固化时间而定,在15s和25s各排气一次
网带干燥烘箱:南京湘宝钛白制品实业有限公2结果与讨论
2.1固化剂对复基模塑料冲击性能的影响
四柱液压机:Y71M~-500、Y71M-1000型,浙
般来说,邻本二甲酸、酒石酸铵和固化剂D
江省余姚恒泰轻工机械有限公司;
均符合厂家要求,其中固化剂D因其潜伏性能弥补
电热鼓风干燥箱:HC1O)-4A型,南京奥坂干在成型阶段热交联固化反应,因此在3种固化剂中
燥设备厂;
占有一定优势。但就生产成本而言,固化剂D居
检测用模具、小型球蘑机:自制;
中。为降低成本,进一步缩短成型时间、提高生产效
简支梁冲击试验机:XJ-50型,承德市金建检率,综合考虑价格成本、固化成型时间和流动性,选
测仪器有限公司
用了价格低廉的氯化铵与自制固化剂D来进行复
3试样制备
配,以提高制品的固化交联反应速率。固化剂对成
在四口烧瓶中按配方加人一定量的甲醛,边搅型数果的影响见表1。
拌边依次加入乌洛托品和尿素,升温至58℃,反应1
由表1可知,随着氯化铵用量的增加,氨基模塑
h左右。将反应后的物料倒入烧杯中,加人固化剂料的流动性变小,固化成型时间也呈下降趋势。当
D及一定量纸浆、硬酯酸锌和其它助剂,在64℃以氯化铵/固化剂D为2/3~1时,其流动性及固化成
下捏合40min。捏合后的物料在烘箱内进行干燥,
控制干燥温度、干燥时间、空气排出量、料层厚度及
收稿期:2011-05-31
关琦,等:氨基模塑料冲击性能研究
表1固化复配对成型效果的影响
内,在干燥阶段的含水量控制在4%以内。
氯化铵/固化剂D
项目
2.3填料対氩基模塑料性能的影响
4/5
流动性/mm「150「144141140138
1)各种纸桨对氨基模塑料性能的影响
固化成型时间/s50
在氨基模塑料的生产过程中,纸桨常用来作为
型时间都处于一个合理的范围,符合氨基模塑料使填料。不同纸桨的值不同,纸桨所具有的pH值
用厂家的要求,而且可以随意调节。以上结果说明对产品固化成型影响较大,一般是pH值越高,成型
氯化铵可以明显缩短成型时间。
速度越慢。要保持所要求的成型固化速度需要添加
复配固化剂用量对氨基模塑料缺口冲击强度的更多的固化剂。如要保持成型为42s,固化剂用量
影响见图2。
如表2所示。
表2纸浆pH值与固化剂用量的配比
纸浆牌号
值固化剂用量/mL流动性/mm
ST牌
E.也口
阿尔派
5.18
1200
143
金风A级
绿金
从表2可以看出,阿尔派纸浆的pH值适中,所
0.60.81.0
用固化剂的量相对合理,氨基模塑料的流动性较合
氯化铵/团化剂D
适。阿尔派纸浆纤维长短对生产也有一定的影响,
图2复配固化剂用量对缺口冲击强度的影响
如单独使用长纤维木桨,则生产的半成品料粒子较
从图2可知,随着复配固化剂中氯化铵用量的大,有夹生料,对粉碎、球麾操作影响较大,氨基模塑
增加,缺口冲击强度先升高后下降。氯化铵/固化剂
料的流动性也较难控制。在生产中使用较多的是
D的撮佳复配比例为45,既箱短了成型时间,又保中、短纤纸浆,所生产的半成品料粒子细,易烘干,干
持了相对较好的流动性,同时降低了生产成本。
湿比较均匀,流动性易控制。
2.2含水量对氨基模塑籵性能的影响
(2)其它填料对氨基模塑料性能影响
在氨基模塑料生产过程中,采用37%的甲醛溶
为了降低生产成本,一般情况下,氨基模塑料中
液作为原料,因此在整个生产过程中,含水量对氨基
除纸桨外还需要加入一些其它填料,如BaSO4、滑石
模塑料的性能有着重要的影响,尤其对流动性影响。粉、CaCO等,生产中一般加入的是BaSO。在加人
比较大。氨基模塑料含水量与流动性的关系曲线见BaS0,时,首先测出其pH值,如果pH值大于7,则
图3。
氨基模塑料成型较慢,如果pH值小于7,成型则变
210
快。另外,BaS04的密度比氨基模塑料大,如果添加
量多,会使制品密度加大,造成流动性变小,同时也
一标
会影响制品的生产成本。滑石粉、CaCO3的pH值不
稳定,生产中一般不会使用。
(3)填料用量对氨基模塑料冲击性能的影响
选择当前市场应用比较多的几个典型氨基模塑
含水量/%
料的系列牌号A108、A208、A218、A308、A318和
图3氨基模塑料含水量与流动性的关系
A328,考察产品缺口冲击强度与填料用量的曲线,
由图3可以看出,随着氨基模塑料含水量的增结果见图4。由图4可知,填料用量对氨基模塑料
加,制品的流动性明显增大,但是含水量越高,越容缺口冲击强度的影响较大。在这几个产品中都出现
易结团成块,从而使制品的贮存稳定性降低,在成型了一个峰值,最好的试样缺口冲击强度可以达到
过程中容易出现气泡,导致性能下降。由此,按照成2.65kJ/m2。随着填料用量的增加,制品的缺口冲