树脂体系（精选9篇）
树脂体系 篇1
预浸料一般由树脂基体浸渍连续增强纤维制成,可在常温下加工,例如铺贴成坯件,然后在热压罐中固化成型制备复合材料制件。基体树脂是决定预浸料性能优劣的关键因素。环氧树脂具有较好的耐热性、良好的力学性能以及优异的工艺性,多年以来,一直是先进复合材料领域普遍采用的树脂基体。[1]
预浸料是制备复合材料的中间基材,其质量直接影响到复合材料构件的质量,其基本要求主要是:预浸料的性能必须符合成型工艺的要求,如预聚程度、凝胶时间、铺覆性、固化性能等;存放过程中树脂的流出量、黏性、可修复性等应满足工艺操作要求。基体树脂是预浸料中重要的组成部分,适当的基体树脂及其相应的固化体系在很大程度上决定了预浸料的最终性能,环氧树脂的结构、相对分子质量和官能度对其固化产物的性能有很大影响。芳胺类固化剂固化体系的热变形温度高,而且常温下与环氧树脂反应活性低,能够配成储存稳定的预浸体系。
由于环氧树脂与芳胺直接共混时两者混合不均匀,从而导致反应不均匀,从固化产物形态看,存在着严重的分层现象,部分芳胺沉淀在浇铸体的底层不能参加反应,导致环氧树脂与芳胺反应不完全,影响基体树脂的性能。[2]
1 实验部分
1.1 原料
环氧树脂E-44:上海树脂厂,工业级;混合芳胺,黑龙江省科学院石油化学研究院,工业级;偶联剂KH550:武汉大学化工厂,工业级;丙酮:齐鲁石化公司,工业级。
1.2 测试方法
剪切强度:参照GB7124-86,使用经化学氧化处理的LY12CZ铝合金试片粘接。试片尺寸为60mm×20mm×3mm,测试速度为15mm/s。
拉伸性能:按GB2568-81执行;
弯曲性能:按GB2570-81执行;
红外光谱:nicolet-5DX红外光谱仪;
DMA:MAK-04的动态粘弹谱仪,升温速率5℃/min,频率1Hz,空气氛围;
TG:Diamond-7的热重分析仪,升温速率10℃/min,空气氛围。
2 结果讨论
2.1 B-阶段树脂的合成及表征
环氧树脂与芳胺反应是胺基与环氧基的反应,伯胺和仲胺含有活泼的氢原子,很容易与环氧基发生亲核加成反应,使环氧树脂交联固化,其固化过程可分为三个阶段:[3]
(1)伯胺与环氧树脂反应,生成带仲胺基的大分子;
(2)仲胺基再与另外的环氧基反应,生成含叔胺基的更大分子;
(3)剩余的胺基、羟基与环氧基发生反应。
B-阶段树脂的合成是使环氧基与胺基上部分活泼氢反应,不同反应时间后得到的B-阶段树脂用B-X(X代表反应时间,单位:小时)表示,其红外光谱图见图1。
由图1(a)可见,3455cm-1和3627 cm-1处是胺基的两个N-H的特征吸收峰,随反应时间的增加,胺基的双峰逐渐转变为单峰,说明胺基上较活泼的H已经逐渐消耗。由图1(b)可见,910cm-1处是环氧基团的特征吸收峰,该峰随反应时间逐渐减小,说明环氧基逐渐发生反应,1705 cm-1处是胺基的面内弯曲振动峰,反应后面内弯曲振动峰消失,也说明活性较高的N-H反应消耗。
2.2 B-阶段树脂的力学性能
实验考察了不同反应时间合成的B-阶段树脂的固化产物的力学性能,如图2的(a)、(b)、(c)所示。
由图2可见,对于剪切强度,反应时间为2.5 h的力学性能与直接共混的相比没有太大变化,对于弯曲性能和拉伸性能却有很大的差异,弯曲强度提高了36.56 MPa,弯曲挠度提高了0.843mm,拉伸强度提高了20.78MPa,伸长率提高了2.35%,此后随反应时间的增加,固化产物的力学性能开始下降,反应7h后剪切强度降低最大,这是因为环氧树脂与芳胺的反应存在凝胶过程,即体系一经交联,黏度变得很大,难以流动,凝胶过程分为甲、乙、丙三个阶段。甲阶段聚合物的反应程度P小于凝胶化开始的临界反应程度Pc,聚合物有良好的溶熔性能。乙阶段的P接近Pc,溶解性变差,但仍能熔融。丙阶段的P>Pc,已经交联,不能再溶或熔。随着熔融反应时间的增加,凝胶化程度逐渐提高,黏度越来越大,使浸湿性下降,导致强度下降。[4]
2.3 B-阶段树脂的DMA分析
不同反应时间合成B-阶段树脂的固化产物动态力学性能见图3的(a)、(b)。
由图3可见,经过熔融反应后,固化产物的储能模量、损耗模量及玻璃化转变温度明显提高,并且反应时间为2.5h时最高,随反应时间的增加玻璃化转变温度略有降低,与力学性能表现出同样的趋势。图(b)中,与未反应相比,熔融反应后双峰消失,说明固化反应比较均匀。[5]
2.4 B-阶段树脂固的TG分析
不同反应时间合成B-阶段树脂的固化产物TG曲线及相应热分解参数见图4和表1。
由图4和表1可见,不同熔融反应时间的固化产物的T5和T10基本相同,差异较小,这是因为虽然反应时间不同,但B-阶段树脂的固化产物主要结构基本相同,热分解性能也因此差异较小。[6]
3 结论
(1)B-阶段树脂对环氧树脂/芳胺预浸体系的力学性能有较大的影响。在反应时间为2.5 h时,剪切强度与直接共混的相比变化较小,弯曲强度提高了36.56 MPa,弯曲挠度提高了0.843mm,拉伸强度提高了20.78MPa,伸长率提高了2.35%。此后随反应时间的增加,固化产物的力学性能开始下降。
(2)B-阶段树脂固化产物的储能模量、损耗模量及玻璃化转变温度明显提高,损耗角正切曲线上双峰消失。
(3)不同熔融反应时间的B-阶段树脂固化产物的T5和T10基本相同,差异较小。
参考文献
[1]李仙会,胡晓丹,陈瑞珠.环氧树脂改性研究进展[J].热固性树脂,2003,18(3):27~29.
[2]苏祖君,曾金芳,王华强,等.中温固化环氧树脂基体研究进展[J].玻璃钢/复合材料,2004,(4):50~54.
[3]张银生,尤瑜升,刘元俊.环氧树脂/芳纶纤维预浸料的质量控制试验方法研究[J].工程塑料应用,2000,28(6):29~31.
[4]孙曼灵.环氧树脂应用原理与技术[M].第一版.北京:机械工业出版社,2002:23~25.
[5]侯雪光,王卫华.环氧固化剂的研究现状与未来[J].粘接,2008,29(1):49~52.
[6]司小燕,郑水蓉,王熙.环氧树脂胶粘剂增韧改性的研究进展[J].粘接,2007,28(3):41~44.
树脂体系 篇2
(1)环氧树脂基体是指环氧树脂胶液的固化物。环氧树脂胶液是由环氧树脂、固化剂以及促进剂、改性剂、稀释剂、偶联剂和其他助剂组成。根据不同的使用及工艺要求进行选配。
(2)增强材料多采用纤维及其织物，以及微粒状(粉状)材料。增强效果一般随增强材料长径比的增大而增大。微粒材料的增强效果较低，多用于功能性的复合，如Si02粉用于绝缘料，胶体石墨用于塑料轴承等。但是，随着当前纳米级材料的迅速开发与应用，预计其增强效果和功能性复合效果将会有大幅度提高。
大量采用的纤维材料是玻璃纤维及其织物。早期曾用过棉织物，因来源的限制，现在除特殊需要外已很少应用。也可采用化学纤维如聚酯纤维等。在环氧工程塑料中多采用短玻璃纤维，也可使用石棉纤维、棉纤维等。
在高性能环氧复合材料中主要采用碳纤维，以及它与芳纶纤维、高强玻璃纤维的混杂纤维。在雷达罩中除了采用E一玻璃纤维和D—玻璃纤维外，还可采用介电性能更好的石英纤维。
(3)界面层是在环氧树脂与增强材料复合的过程中，树脂发光字在它们之间形成了界面层。界面层的结构及性能与环氧树脂基体及增强材料都不相同。高质量的界面层性能保证了基体和纤维潜在能力的高度发挥和复合效应的充分实现。
树脂体系 篇3
树脂金刚石线中的树脂首先要起粘结作用,将金刚石磨粒和钢丝基体牢固地粘结在一起,所以制作树脂结合剂金刚石线所用的树脂要对钢丝基体及金刚石磨粒有较好的润湿性和粘结强度［5 － 6］。其次树脂金刚石线中的树脂应具备一定的耐热性,防止其在使用过程中局部温度过高,树脂热分解,影响磨粒的把持强度,造成磨粒脱落［6］。研究表明酚醛树脂结构中芳环的数量比较多,原子之间的键能较高,聚合物链之间存在高的内聚力,因此,酚醛树脂具有显著的耐热性能和抗氧化性能［7 － 8］。酚醛树脂按其加工性能可分为热固性和热塑性两类。热固性酚醛树脂是一种含有可进一步反应的羟甲基活性基团的网状结构树脂,优点是耐热性高,受压不易变形; 其缺点是机械性能较差。热塑性酚醛树脂是线型树脂,优点是加工成型简便,具有较高的机械能; 缺点是耐热性和刚性较差。采用热固性与热塑性酚醛树脂混合体系为基体树脂,这是因为这两种树脂有良好的相溶性和显著的增韧效果而又不降低基体树脂的耐热性与机械性能［9 － 10］。本文考察了不同的热固性和热塑性酚醛树脂混合体系对制备的树脂金刚石线性能的影响。
1 实验部分
1. 1 实验材料
热塑性酚醛树脂P和热固性酚醛树脂S,山东树脂厂生产;溶剂N,天津试剂厂生产; 钢丝( 其线径100 μm) ,江苏公司生产; 金刚石微粉( 其颗粒直径8 ~ 16 μm) ,河南公司生产; 粉体填料,市售; 硅烷偶联剂H5,市售。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 不同树脂体系的树脂结合剂制备
在含一定量S和P的树脂体系中,依次加入1wt% 的硅烷偶联剂H5,13wt% 的粉体填料,20wt% 的金刚石微粉,混合后再加入溶剂N调节粘度至4. 0 Pa·s左右,然后放入特定容器内,搅拌机搅拌。搅拌机通过360°全方位旋转产生离心力,利用离心力使树脂各成分混合均匀,得到糊状金刚砂树脂结合剂。
1. 2. 2 树脂金刚石线制备
树脂金刚石线的制备就是指将制成的树脂结合剂均匀涂覆在钢丝基体表面并以1. 2 m/s的速度的加热预固化,再经长达24 h后固化的过程,其工艺流程如图1 所示。主要包括金刚石、钢丝基体等原料的选择和表面处理,金刚石磨粒和填料经超声、搅拌使其在树脂中均匀分散并制备树脂结合剂,树脂结合剂经涂覆磨具,制线机固化炉预固化以及恒温炉后固化等过程,制备树脂金刚石线成品。
1. 3 产品检测
( 1) 树脂结合剂拉伸剪切强度用WDW - 20E微机控制电子万能试验机中的GB/T - 1447 - 2005 标准测定制备的单搭接结构的涂覆树脂结合剂的试样,试样胶层尺寸为15 mm × 15mm × 2 mm,在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力,拉伸速率为5 mm/min,测定试样能承受的最大负荷,单位为MPa。
( 2) 线径选用LS7010MT型线径测定仪测量树脂金刚石线表观横截面外径长度,单位为 μm。
( 3) 抗拉强度参照GB/T 8358 《钢丝绳破断拉伸实验》,选用SL - 6002 /LS - 500N精密拉伸试验机测量树脂金刚石线在纵向外力作用下断裂时所受的外力,单位为N。
( 4) 金刚石分布选用6010LA型扫面电子显微镜及图像统计软件进行检测金刚石在树脂金刚石线上的分布密度: 将树脂金刚石线检测样品用电子显微镜放大300 倍时画面上金刚石的个数。
( 5) 摩擦量用模拟金刚石线磨削能力测试机( 自制) 测量树脂金刚石线在做模拟切割单晶硅样条测试时实际的切割深度,单位为 μm。
2 结果与讨论
2. 1 热固性和热塑性酚醛树脂体系选择
热固性酚醛树脂S含有羟甲基( - CH2OH) ,它可以在一定的条件下,与热塑性酚醛树脂P的活泼氢反应,使酚醛树脂的固化方式从单纯的固化剂固化改为热固性酚醛树脂、热塑性酚醛树脂与固化剂协同固化,生成梯形网状热固性树脂结构,结构强度高,稳定性好,有效提高酚醛树脂的耐热性能,如图2［11］。
将市售的热固性S和热塑性P酚醛树脂按一定比例( 1∶1)混合成树脂体系,选取相溶性好的树脂体系,分别在其他原料及配比不变的情况下制得树脂结合剂,然后制备树脂金刚石线。实验共选取符合金刚石线生产的市售热固性树脂S1、S2、S3( 性能如表1) ,热塑性树脂P1、P2、P3( 性能如表2) 等,制备树脂金刚石线。评价树脂体系性能的好坏主要包括金刚石线的制备过程中线径监测情况、 “掉粉”现象、气泡现象及金刚石分布情况等,实验结果如表3。
a制线过程中微粉脱落情况。
通过上述实验可知,不同树脂体系制备树脂金刚石线的现象不同。制备过程中 “掉粉”现象可能是热塑性酚醛树脂内的微粉在树脂体系中的溶解不好,在高温固化过程中脱落导致的。从图3( b) 的形貌分析图看,制备的树脂金刚石线树脂层中S1 和P1 微观混合均匀性不是很好,两相成 “分离状态”,表明两者之间的粘结性不好。线径波动范围越小,气泡数越少,金刚石分布越均匀,制备的树脂金刚石线越好。由表3 和图4 可以看出,在树脂配比为1: 1 时,热固性S2 和热塑性P1树脂体系较为适合制备树脂金刚石线。
2. 2 不同配比的树脂体系考察
2. 2. 1 拉伸剪切强度性能分析
实验模拟了树脂结合剂对镀镍金刚石磨粒的把持强度。主要通过将样条表面镀上一层镍,再将六种配制好的不同配比的P1 与S2 树脂体系的结合剂按标准涂覆在镀镍的样条上,制备成单搭接结构的试样,待测树脂结合剂的拉伸剪切强度,结果如图5。
由图5 可知,随着树脂体系中P1 与S2 配比的增加,树脂结合剂拉伸剪切强度先增大后降低。当P1 /S2 质量比为7∶3时,拉伸剪切强度最大,树脂结合剂与镀镍样条间的粘结强度最强,表明树脂结合剂与镀镍金刚石磨粒的结合力最强。
2. 2. 2 制备的新型树脂金刚线性能分析
将P1 和S2 按1∶1、6∶4、6. 5∶3. 5、7∶3、7. 5∶2. 5、8∶2 的比例混合成树脂体系,分别在其他原料不变的情况下制得树脂结合剂,再树脂金刚石线,性能测试如表4。
由表4 可见,不同比例的P1/S2 树脂结合剂制备的树脂金刚石线性能不同,除P1/S2 质量比为1∶1 之外,其他树脂体系制备的金刚石线性能均符合企业标准( Q/XDX 002 -2013) 。当质量比P1/S2 为7∶3 时,树脂与钢丝母线及磨粒间不仅浸润性好,而且有较大的吸附作用,树脂金刚石线的平均摩擦量最大,切割性能最佳,该新型树脂金刚石线的扫描电镜,如图6 所示。
3 结论
实验验证了树脂体系对树脂金刚石线的制备有影响。选用热塑性P1 与热固性S2 酚醛树脂体系制备的树脂金刚石线综合性能相对较好,P1 /S2 质量比为7∶3 时,得到的树脂金刚石线性性能最佳。新型树脂金刚石线树脂体系的优化处理,不仅方法简单,还可以提高其切割性能。
摘要：以热固性和热塑性酚醛树脂为研究对象,主要考察了热固性-热塑性酚醛树脂混合体系对树脂金刚石线制备及性能的影响。通过对比树脂金刚石线制备过程中的实验现象对树脂体系选择,并通过对树脂结合剂拉伸剪切强度性能分析、树脂金刚石线性能分析,结果表明热塑性树脂P1与热固性树脂S2质量比为7∶3时,制备出一种性能较好的新型树脂金刚石线。
简介丙烯酸树脂 篇4
丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类几其它烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。
用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。
热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。
热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。
按生产的方式分类可以分为：
1、乳液聚合。是通过单体、引发剂及其反应溶剂一起反应聚合而成，一般所成树脂为固体含量为50%的树脂溶液。是含有50%左右的溶剂的树脂，其一般反应用的溶为苯类（甲苯或是二甲苯）、酯类（乙酸乙酯、乙酸丁酯），一般是单一或是混合。固乳液型的丙烯酸树脂有溶剂的不可变性。一般会因溶剂的选择不同而使产品性能不一样。一般有一定的色号。玻璃化温度较低，因为一般是用不带甲基的丙烯酸酯下去反应。固该类型的树脂可以有较高的固含量，可达到80%。可做高固体分涂料，生产简便。但因溶剂不可变性，运输不方便。
2、悬浮聚合。是一种较为复杂的生产工艺，一般是做为生产固体树脂而采用的一种方法。固体丙烯酸树脂，其一般都是采用了带甲基的丙烯酸酯下去反应聚合。不带甲基的丙烯酸酯一般都是带有一定的官能团的。其在反应滏中聚合反应不易控制，容易发粘而至爆锅。一般的流程是将单体、引发剂、助剂投入反应斧中然后放入蒸溜水反应。在一定时间和温度反应后再水洗，然后再烘干。过滤等。其产品的生产控制较为严格。如在中间的哪一个环节做得不到位，其出来的产品就会有一定的影响。一般是体现在颜色上面和分子量的差别。
3、苯体聚合。是一种效率较高的生产工艺。一般是将原料放到一种特殊塑料薄膜中。然后反应成结块状，拿出粉碎，再过滤而成，一般该种方法生产的固体丙烯酸树脂其纯度是所有生产法中可以最高的。他的产品稳定性也是最好的，但他的缺点也是满大的。用苯体聚合而成的丙烯酸树脂对于溶剂的溶解性不强。有时相同的单体相同的配比用悬浮聚合要难溶解好几倍。而且颜料的分散性也不如悬浮聚合的丙烯酸树脂。
4、其它聚合方法。溶剂法反应，反应时经溶剂一起下去做中介物质。经反应釜好后再脱溶剂。
丙烯酸树脂的分类。
其实一直以来认为丙烯酸树脂有些是较难分类的。有些产品是属于多性能的。按我的观点来分，我把丙烯酸树脂分类如下：
油溶性丙烯酸树脂、水溶性丙烯酸树脂、UV光固化丙烯酸树脂、粉末涂料丙烯酸树脂、其它丙烯酸树脂。~ 有些产品因为应用的不同所以较难把它们分类为哪一项。比如上面所说的其它丙烯酸树脂。这类一般是指光学应用上面、有机玻璃（塑料）应用、齿科材料上面用的，所以我觉得分类只是针对行业而言的。因为前面的油溶性丙烯酸树脂、水溶性丙烯酸树脂、UV光固化丙烯酸树脂、粉末涂料丙烯酸树脂这样的分类是以涂料行业为基础的。而后面的丙烯酸树脂因为行业的不同，所以把它们列为其它丙烯酸树脂之列。但它们也是一种很重要的材料。所以我们不能把它们排出。
一、油性丙烯酸树脂，一般分类为油性固体丙烯酸树脂、油性液状丙烯酸树脂。油性液状丙烯酸树脂一般是指树脂固含量为30-80%的丙烯酸树脂，这类树脂是经乳液聚合反应而成的含有有机溶剂的丙烯酸树脂，而当因含量在大于60%以上时。一般就称为：高固体分丙烯酸树脂，这类树脂因为粘度低。低VOC含量。所以较之普通的丙烯酸树脂。它更有很多发展空间。现市场需求也是很大。
而油性固体丙烯酸树脂分为如下：
1、极性溶剂型固体丙烯酸树脂。这类树脂是所有树脂中最为普遍的。它们一般是指溶于苯类、酯类、醚类、酮类、氯化溶剂等溶剂的丙烯酸树脂。它们应用很广泛。有很多年的发展历史。
2、醇溶性固体丙烯酸树脂。这类树脂我认为是较为矛盾的树脂。因为它们是醇类溶剂可溶的丙烯酸树脂。而醇类溶剂是和水性质较接近的溶剂。醇类溶剂可溶于水中。但这类固体丙烯酸树脂溶于醇类溶剂、溶剂油等溶剂。同时它们又可溶于极性的溶剂。这正是它们归为油性固体丙烯酸树脂之列的原因。这类树脂工艺较难。不像普通的固体丙烯酸树脂那样。但它们有很大的前景。因为用它们不伤底材。环保。
二、水性丙烯酸树脂
水性丙烯酸树脂一般分为水性乳液型的丙烯酸树脂和水性固体丙烯酸树脂。
1、水性乳液丙烯酸树脂，一般可看到的都是水性乳液型的丙烯酸树脂。也就是我们常说的丙烯酸乳液。其实就是乳液型的丙烯酸树脂。这类产品多以不带甲基的丙烯酸酯单体下去反应。所以这类树脂聚合而成肯定是较固体丙烯酸树脂TG点（玻璃化温度）为低的。固他们的有较低的TG点。所以在一些底材（软质）应用是其它固体丙烯酸树脂无法相比。特别是纸张啊、皮革啊等较为软质的底材应用是最好的体现。
当把它们苯化、醋化后。也就成了苯丙烯酸乳液、醋丙烯酸乳液也就是我们常看到的。苯丙乳液、醋丙乳液。纯丙乳液。其实只是指在乳液聚合时加入苯乙烯、醋乙烯等的单体。让它们有其它的更多的性能。而以单纯的丙烯酸酯下去反应时就叫纯的丙烯酸树脂。也叫纯丙乳液了。这些树脂另一个最大的应用就是建筑涂料了。占了市场很大分额。
2、水性固体丙烯酸树脂。这类树脂我们国内发展较慢。就我本人小看法。还没有看到有一家国内企业在生产。（可能有做试验方面吧），这类树脂主要还是像德国、韩国、日本、台湾等少数几家在生产。他们目前的应用的是纸张上光油和印刷油墨等。还有其它的大用量在等着它们的新开发。比如塑料漆等，解决它们的附着力问题。那市场将是很大的。
三、UV光固化丙烯酸树脂。
这块我也是不太熟悉。之前我也是一直在找寻是否有固体状的UV光固体用的固体丙烯酸树脂，但后来发现基本上是没有。只有德固萨的一支固体丙烯酸树脂牌号可用于 UV光固化油墨的。但性能却不怎么样。一般UV光固化丙烯酸树脂都是以稠状液体形式存在的。按性状来分：
1、纯的UV光固化丙烯酸树脂，这类树脂是不含有活性稀释剂（特殊的一类丙烯酸酯单体），在UV涂料用时。得上紫外线吸收剂、其它原料，再加上活性稀释剂，方能成为涂料。
2、已稀释好的UV丙烯酸树脂，其它也就是已经通过活性稀释剂稀释过了的丙烯酸树脂。按原料来分的话：
1、环氧丙烯酸树脂，这是一种较为简单的树脂。一般是用双酚A型的环氧树脂与丙烯酸树脂反应而成的。但在使用中，其实也可以用环氧树脂配丙烯酸树脂到配方中直接使用的。只是性能不如合成的环氧丙烯酸树脂。还有一种就是环氧大豆油丙烯酸树脂。原理上是和环氧丙烯酸树脂是相同的。这类树脂有成本低。原料容易得等特点。但是他的性能不如聚酯丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸低聚物。
2、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸低聚物。应该是称为低聚物的。因为他们的分子量已经够低。也可称为树脂。但市面上常以聚酯丙烯酸酯及聚氨酯丙烯酸酯称之。其实就是指的是树脂（低聚物），很容易把他们当成特殊的丙烯酸酯单体了。这类树脂性能优越。但成本过高。我国主要还是依靠进口产口，特别是台湾产的。
四、粉末涂料用固体丙烯酸树脂 丙烯酸粉末涂料用丙烯酸树脂根据所用的固化剂不同可分为：羟基型丙烯酸树脂，羧基型丙烯酸树脂，缩水甘油基丙烯酸树脂，酰氨基丙烯酸树脂，其中缩水甘油基丙烯酸树脂是用得最多的树脂。可以用多元羟酸、多元胺，多元醇、多元羟基树脂，羟基聚酯树脂等固化剂成膜。由于价格昂贵，所以一般情况下厂家都是用来制造特殊无光粉末涂料的多。
其中羟基型丙烯酸树脂、羧基型丙烯酸树脂、酰氨基丙烯酸树脂等树脂主要是指带用各种基团的丙烯酸树脂，比如环氧、聚氨酯、氨基等。这类树脂不算为是纯的丙烯酸树脂。用得最多的当属缩水甘油基的丙烯酸树脂。一般是指经甲基丙烯酸缩水甘油酯或是丙烯酸缩水甘油酯单体聚合而成的丙烯酸树脂。因所聚合而成的丙烯酸树脂一般为固体所以，通常选择带甲基的甲基丙烯酸缩水甘油酯，也就是通常所说的甲基丙烯酸环氧丙酯，简称GMA，这个单体有很好的性能及具有多官能团的单体。（详情可看我的博客关于GMA介绍）缩水甘油基丙烯酸树脂在市场上的发展还算晚。国外开始于对该类树脂的研究在九十年代末。经GMA聚合而成的丙烯酸树脂，其生产的粉末涂料有很多的特点。是其它树脂所不及的。但因成本高。原料来源较为困难。固还未有太大的应用。国内也有少量几家生产。但主要用还只是做为聚酯树脂、聚氨酯树脂的固化剂、消光剂等用途。
而最早研究出的德国。最就把该类树脂应用于品牌汽车的粉末喷涂上面。其中就我所知就用五大家品牌汽车已基本上上丙烯酸树脂粉末面漆。国际上做得最大的应该属UCB公司。但售价相当高。在每公斤近200元的单价。而且他们是要针对性的，类似一个项目的和你谈生意。一般很难拿到样品。
其它的丙烯酸树脂，比如那种液态的丙烯酸树脂。一般就是以乳液聚合而成的丙烯酸树脂。通常的固含量是在50%左右的。有热塑性和热固性丙烯酸树脂，也就是我们涂料行业通常在应用上面说的单组分和双组分。其实这是以应用上面来说的。单组分涂料一般也叫自干型的涂料。也就是以热塑性丙烯酸树脂为成膜物的涂料。
1、热固性丙烯酸树脂一般配上氨基树脂时。因两者之间的氨基和羟基反应，按理说应算是双组分涂料用的，也就是通常所说的烤漆，一般应用在金属上面用的烤漆。一般烤的温度在100度以上，这类应用是最为古老，最为早的，生活中常可看到。
2、热固性丙烯酸树脂一般配用固化剂（一般是异氰酸酯），再加入其它料。也就成为涂料行业中所说的双组分涂料了。既有主剂（丙烯酸树脂）、固化剂、稀释剂了。这类性能较热塑性丙烯酸树脂为稳定。且性能也较为优越。
丙烯酸树脂的用途应用上面，如丙烯酸树脂在涂料、胶粘剂、油墨、纺织品处理、纸张处理等方面都有广泛的用途。每种材料都有其优点也有其缺憾，所以关键的要用对地方。是的。这世上没有完美的材料，这些都只是相对应用上面来说的。
固体丙烯酸树脂的用途，至于液体型的丙烯酸树脂，属于老产品了而我也接触得少。固体丙烯酸树脂最早是由英国ICI公司研发并投产出的产品。只是后来它下面的几家公司从ICI分离出来变成而今的几家固体丙烯酸树脂生产公司了。其主要的固体丙烯酸树脂产品性能指标有几个牌号都是基本上接近的。可想而知工艺配方最早应来源于同一个配方的。
固体丙烯酸树脂，现在市面上主要的还是以热塑性固体丙烯酸树脂为主。最主要的应用是涂料行业。当然也有塑料、工艺品、模塑、齿科等行业的应用。这里的应用是指原料合成而不是指涂料应用上面来讲的。这类热塑性固体丙烯酸树脂，也叫溶剂型固体丙烯酸树脂。因为他们一般都是溶于溶剂的，如苯类、酯类、酮类、氯化类、醚类、醇类等。根据合成的不同溶解性就有不同。
固体丙烯酸树脂，最通常用到的牌号一般都是由MMA和BMA，也就是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等合成。因带甲基的丙烯酸酯单合成的单体玻璃化温度较高。树脂的性能一般都是由生产工艺中单体的配方原料性能而决定的。当所合成单体全用MMA时。它的硬度就会很高。也就我们常说的压克力、有机玻璃了。但此类树脂不易做为涂料上面使用。一般应用于塑料板材上面。普通的固体丙烯酸树脂一般就是由MMA、BMA以不同比例进配方中合成不同指标性能的固体丙烯酸树脂。通常的玻璃化温度在50-100之间。软化点也在150-200度之间。分子量由其它合成助剂取决。这类树脂在应用上面是最普遍的，液体的热塑性丙烯酸树脂有应用到的。它一般也都应用得到。只是有些达不到液体性能的不似它效好就是。在用途上可应用很广，比如：
1、普通油性热塑性固体丙烯酸树脂用途：
上面所说的最早的固体丙烯酸树脂是由英国ICI旗下的公司研发出来并投入市场的。最为通用型牌号为2013、2016，此二种型号为油溶性的丙烯酸树脂，可应用于各种塑料涂料、金属涂料、且应用于印刷油墨等多种涂料，多且应用于高档油墨上面。经调整过的型号欲有其它的功效。比如耐汽油、高光、高硬度等。再经市场设放后又研发了其它的应用于，比如皮革上面用的，再后来的较难附着的铝材、陶瓷、玻璃等底材上面应用。后因ICI旗下的几家公司分家。就有原主体公司（现中国地区名为英国路彩特公司）继承了原ICI的该树脂事业部。另几家也就是很有名的公司捷利康公司。其主要的牌号与ICI的牌号产品指标基本上相同。
而就国外的几家公司对其该产品所采用的生产方法一般都为本体聚合方法。具体生产方法与高分子的本体聚合方法大同小异。本人也不太明了，相信经做过高分子行业技术员都应该知道的方法。该方法产出固体丙烯酸树脂，颜色透明，外观可以很圆的珠状粉末。故纯度可以达到很高，但也正因如此。此类生产方法生产的树脂，其产品不及悬浮聚合的产品溶解速度，分散性也不如它。这些小细节时常要影响到涂料厂家的使用方便与否。下面就主要列举此类树脂最常应用的几种地方： 丝网印刷油墨：
各种普通塑料底材涂料及油墨： 金属船舶涂料： 纸张木材涂料：
橡胶改性苯并噁嗪树脂体系的研究 篇5
苯并恶嗪一种具有众多优良特点的树脂[1,2,3],(1)相对低的熔融粘度,便于成型加工;(2)固化时不需要强酸作催化剂;(3)具有灵活的分子设计性;(4)聚合时无低分子放出,制品孔隙率低;(5)聚合时收缩很小,近似零收缩,可保证制品精度;(6)聚合物耐热性好,有较高的Tg和稳定性;(7)聚合物有优良的阻燃性和高的残炭率;(8)聚合物有良好的机械性能和电气性能。故它受到众多学者的关注和青睐。苯并恶嗪树脂可应用于航空航天、电子电器、建筑以及汽车火车等领域,逐年来对其性能逐渐提出了更高的要求。为了改善苯并噁嗪的部分缺点,采用橡胶改性苯并噁嗪,以凝胶时间研究了树脂体系的反应性能,以吸水率,溶解性能,发泡效果研究了树脂体系共混物性能方面的改变。从而选出一种不仅保持原有优良性能,而且吸水率较小,溶解性能好的改性苯并噁嗪树脂配方[4,5,6,7]。
2 实验部分
2.1 原料
丙酮(分析纯):天津市申泰化学试剂有限公司;橡胶:深圳市丰而泰橡胶制品有限公司;无水乙醇(分析纯):西陇化工股份有限公司;甲苯(分析纯):天津市申泰化学试剂有限公司;四氢呋喃(分析纯):天津市外环化工有限公司;氯仿(分析纯):天津市申泰化学试剂有限公司;丁酮(分析纯):天津市光复精细化工研究所。
2.2 仪器
可控温电炉(0-1000w);烧杯(150mL);温度计(200℃);鼓风干燥箱;聚速板。
2.3 苯并噁嗪的改性及性能测试
2.3.1 橡胶改性苯并噁嗪树脂体系的制备及溶解性的测试
按橡胶质量和苯并恶嗪质量比分别为0:100;5:100;10:00;20:100;30:100相混合,并加入丙酮,在室温下搅拌均匀后得到空白样、配方1、配方2、配方3和配方4改性树脂体系。并测试树脂体系的溶解性,将等量的不同配方的树脂放入烧杯中,并加入一定的有机溶剂,观察树脂是否溶解。
2.3.3 改性苯并恶嗪树脂体系凝胶时间的测定
将聚速板置于可调电炉上,插入一支温度计,加热使温度到达所需测试的温度后恒温。迅速将配好的树脂倒入聚速板上,等到丙酮挥发完全后开始计时,并用铁丝将样品摊平和不断搅动,树脂逐渐粘稠起丝,直至挑丝即断时,停止计时。
2.4 改性苯并恶嗪树脂固化物的制备及性能测试
2.4.1 固化物的制备
将不同配比的树脂体系加入丙酮后在室温下搅拌均匀,浇入到已预热并涂有硅脂的自制模具中。于1 2 0℃真空干燥箱中抽真空排走丙酮,至丙酮挥发完全为止。然后放入烘箱中,按照160℃/30min+180℃/30min+200℃/30min的固化工艺进行固化,然后自然冷却,脱模得到样品。
2.4.2 固化物性能测试——树脂发泡
树脂的发泡是指通过发泡技术使树脂内部形成无数微小泡孔,发泡后的树脂具有密度低,减震性好,隔热性能好,隔音效果明显等优点。常用方法是在树脂中添加物理发泡剂或化学发泡剂。
将制备的固化物按照100的横截面积裁样。通过样品在相同面积上的泡孔数目及孔径大小来表征树脂的发泡效果。
3 结果与讨论
3.1 苯并恶嗪树脂改性前后溶解性分析
通过实验,发现各个配方的树脂均可较好溶于大多数有机溶剂,而橡胶的加入并未影响苯并噁嗪优良的溶解性。即改性前后的苯并噁嗪均易于成型加工(表1)。
3.2 苯并恶嗪树脂改性前后的凝胶时间和反应特性
凝胶时间是确定树脂固化工艺参数的主要途径之一,通过测定树脂的凝胶时间,可判断树脂体系的反应活性大小、固化速度快慢和对温度的敏感程度,从而根据不同树脂体系的特点制定合适的固化工艺。
以下是苯并噁嗪树脂体系的凝胶特性曲线和根据凝胶时间和温度做的ln—1000/T关系曲线,其中利用lntg—1000/T之间的关系可以用来计算树脂固化的反应活化能,由于树脂发生凝胶时的反应程度是相同,因此可以用来表示反应速率,它与温度的关系满足Arrhenius方程,见公式一和二。
根据测定的凝胶时间计算活化能,假设树脂达到凝胶状态的反应程度时间相同,根据Arrhenius经验方程测定活化能:
3.2.1 各个配方在不同温度下的凝胶特性
由图1(a)可知,空白配方的凝胶时间随着温度的升高而减少。在凝胶实验温度点140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃凝胶时间分别为2505s、1061s、662s、285s.、194s、114s和86s,140—150℃凝胶时间急剧下降,150—170℃凝胶时间的下降速度有所缓和,直至170—200℃凝胶时间的下降速度更加缓慢。
由图1(b)的拟合线性方程可以得出空白配方的反应活化能为92.1 kJ/mol。
图2(a)中,配方1的凝胶时间随着温度的升高而减少。在凝胶实验温度点140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃凝胶时间分别为2858s、1514s、898s、446s、316s、146s、和118s,其中140—170℃凝胶时间急剧下降,而170—190℃下降速度趋于缓慢,190—200℃凝胶时间无明显变化。
由图2(b)的拟合线性方程可以得出配方1反应活化能为88.8 kJ/mol。
由图3(a)可知,配方2的凝胶时间随温度的升高而降低。在凝胶实验温度点140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃凝胶时间分别为2651s、1295s、711s、453s、267s、160s和113s其中经过140—150℃的急剧下降后,150℃后凝胶时间缓慢减少,直至200℃其仍有减少的趋势。
由图3(b)的拟合线性方程可以得到配方2的反应活化能为85.09 kJ/mol。
图4(a),配方3的凝胶时间随温度的升高而减少。在凝胶实验温度点140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃凝胶时间分别为1755s、1756s、927s、523s、379s、219s和149s,其中140—150℃凝胶时间的改变不大,出现一个平缓的过渡期,150—180℃凝胶时间急剧下降,180—200℃下降的速度变缓。
由图4(b)的拟合线性方程可以得到配方3的反应活化能为72.0 kJ/mol。
图5(a)中,配方4的凝胶时间随温度的升高而减少。在凝胶实验温度点140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃和200℃凝胶时间分别为1948s、1768s、881s、539s、322s、249s和146s,在140—150℃间凝胶时间减少的速度缓慢,150—160℃凝胶时间急剧减少,160—180℃其减少的速度变慢,180—200℃凝胶时间减少的速度趋于平缓。
由图5(b)的拟合线性方程可以得到配方4的反应活化能为73.4 kJ/mol。
3.2.2 不同配方在同一温度下的凝胶特性
图6中树脂体系的凝胶时间随加入橡胶量的增加一直增加。不同配方在190℃下的凝胶时间分别为空白配方:114s、配方1:146s、配方2:160s、配方3:219s、配方4:249s。
综合上述分析可知,加入橡胶可改善苯并噁嗪树脂的凝胶特性。
(1)各个配方的苯并噁嗪树脂都对温度具有敏感性,随温度的升高,反应速度加快,凝胶时间缩短。140℃—160℃之间凝胶时间较长,随温度升高其下降幅度较大;160℃—200℃之间凝胶时间较短,但其随温度升高下降幅度较小。这表明该树脂体系在低温下较稳定,保证预聚树脂适用期足够长,高温下反应性较好,便于固化成型。
(1)而对于同一温度,与空白配方相比,改性树脂体系的凝胶时间在所测试的温度点下都有一定幅度的增加。这可能是由于加入橡胶后,树脂的交联密度增加,使得分子内基团相互反应的几率减少。
(2)根据Arrhenius公式,得到各个配方的反应活化能,可知随橡胶加入量的增加,共混树脂体系的反应活化能总体减少。而根据活化能的性质,活化能越大的反应,反应速率越小。说明加入橡胶可以提高苯并噁嗪树脂体系的反应活化能,降低反应速率。
3.3 苯并恶嗪树脂改性前后发泡率的测定
由上图可知样品同在100横截面上泡孔的数目为:空白配方:29、配方1:25、配方2:20、配方3:13、配方4:11。随着橡胶加入量的增加,样品相同面积上孔数目在减少,而孔径在增大。这表明橡胶的加入使树脂的成孔效果变差,橡胶的加入反倒影响了树脂的发泡效果。产生这样的现象说明,橡胶的加入使得树脂的粘度增大,而树脂的粘度是调节泡沫密度的关键。树脂粘度过大,发泡时易使气体逸出,使泡的孔径变大,单位面积泡的数目变少。可知随着橡胶的增加,共混体系的粘度增大。
4 结论
(1)橡胶对苯并恶嗪树脂体系的溶解度影响不大;
(2)配方3的反应活化能为72.0,为所有配方中反应活化能最低的,反应所需能量高,速度较慢;
(3)改性后树脂的发泡效果不佳。随着加入橡胶的增加,样品相同面积截面上孔的数目减少但作为复合材料机构件,泡孔的产生会影响材料的刚度和强度,而橡胶的加入使得泡孔数目减少,从而材料的性能能满足结构件的使用要求,即橡胶改善了材料出现泡孔的几率;
综上可知,橡胶改性苯并噁嗪,除了增韧方面的效果,也使树脂的其他性能得到改善。且随着橡胶加入量的增加,树脂体系这些性能向有利方面改善。
摘要：本课题采用不同含量的橡胶改性苯并恶嗪,通过凝胶特性分析了各个树脂体系的反应性能。改性树脂的反应活化能有显著降低,5个树脂体系的反应活化能分别为92.1、88.8、85.1、72.0和73.4。将不同配方的树脂体系按一定的固化工艺制备样品,通过测试其吸水率、溶解性及发泡效果表征橡胶对苯并噁嗪的改性。随橡胶的加入,树脂体系的平均吸水率趋于上升。
关键词：苯并噁嗪,共混改性,橡胶
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树脂体系 篇6
1 实验
1.1 原料
环氧氯丙烷,北京中联化工试剂厂;5,5’—二甲基海因,工业品;氢氧化钠,分析纯,北京化工厂;丙酮,分析纯,天津市化学试剂一厂;二氯乙烷,分析纯,天津市化学试剂一厂;乙醇,分析纯,天津市化学试剂三厂;甲苯,分析纯,北京化工厂;六氢苯酐(HHPA),工业品,北京化工厂。
1.2 海因环氧树脂的合成与表征
将环氧氯丙烷、5,5-二甲基海因等化合物按比例加入四口烧瓶,在一定温度条件下,反应一定时间后加入适量的氢氧化钠;生成缩水甘油胺型环氧树脂;除去氯化钠,得到海因环氧树脂。
(1)红外光谱分析(FTIR):
测试仪器:NICOLET-20SXB傅里叶红外光谱仪;测试条件:溴化钾压片。
(2)核磁共振分析(1H-NMR),测试仪器:
JEOLJNM-PMX60SI核磁共振氢谱氢谱仪;测试条件:溶剂为氘代丙酮,内标为TMS。
(3)环氧值:
测试标准,GB 1677—81测定。
(4)环氧树脂黏度的测定:
测试标准,GB12007.4—89。
(5)氯含量的测定:
测试标准,化工部标准HG 2741—72测定。
1.3 海因环氧树脂/HHPA体系的制备与性能测试
1.3.1 海因环氧树脂/HHPA未固化体系的制备
将1.2得到的海因环氧树脂与一定量的HHPA固化剂混合均匀,得到海因环氧树脂/HHPA体系,备用。
1.3.2 未固化树脂的性能测试
(1)凝胶化时间的测定:
小刀法,取5g在一定温度下,置于电热板上,加热熔融,记录从熔融到拔不出丝的时间。
(2)DSC分析:
用NETSCH Thermal Analyzer型热分析仪,在氮气气氛中,测试海因环氧树脂/HHPA体系反应特性,升温速率为5,10,20℃/min。
1.4 固化树脂的制备及性能测试
将海因环氧树脂和HHPA混合熔融,倒入模具中,按工艺140℃/2h+160℃/2h+180℃/2h固化。自然冷却到室温,裁成所需试样备用。
在XJU-22悬臂梁冲击试验机,按GB/ T2571—1995标准,测冲击强度;在SL-10000N机械式拉力试验机上,按GB/T2570—1995标准,测抗弯强度和弯曲模量。在HC-2型氧指数仪,按GB8924—88测定固化物的极限氧指数。
2 结果与讨论
2.1 海因环氧树脂的合成原理与表征
海因环氧树脂的反应方程式如下:
图1是海因环氧树脂的红外谱图,由红外谱图可以看出,在3500cm-1处是可能是合成过程中少量环氧基团开环形成的—OH的振动吸收峰,1769cm-1和1708cm-1处为海因环上羰基的双峰,2985cm-1和2938cm-1处分别海因环上甲基的伸缩振动峰,849cm-1是中等强度的环氧基团特征峰,可以推断合成了海因环氧树脂。图2是海因环氧树脂的1H-NMR谱图,化学位移(δ)为2.60～2.98对应环氧环上的CH2键,δ为3.12对应环氧环上的CH键,δ为3.55～3.87是与N相连的CH2键,δ为1.515对应海因环上两个—CH3上的H吸收峰,在δ为5.5以上未发现有NH的H吸收峰。
本工作合成的海因环氧树脂的环氧值为328g/mol;无机氯含量为:0.000673mol/100g;有机氯含量为0.0274mol/100g;外观为的无色透明黏稠液体,可溶于丙酮、氯仿、苯、乙醇等溶剂。25℃时黏度为6.9Pa·s。明显低于双酚A型环氧树脂(CYD-128),与双酚F型环氧树脂的黏度(CYDF-180)接近。海因环氧树脂的低黏度性质对复合材料成型是有利的。
2.2 海因环氧树脂/HHPA体系的反应性
海因环氧树脂/HHPA体系的反应性可以由一定温度下的凝胶时间和DSC分析来表征,图3是海因环氧树脂/HHPA体系凝胶时间曲线,从图中可以看出,树脂体系在100～120℃之间的凝胶时间变化较大,这说明该树脂体系在100～120℃温度范围内对温度最为敏感,但120℃以后的凝胶时间相对较短,区域平缓。低温(T<100℃)下凝胶时间大于44.2min,这说明树脂在低温下有良好的贮存稳定性;随着温度的升高,凝胶时间急剧下降,140℃的凝胶时间为8.6min;表明树脂在高温具有良好的反应性。
图4是海因环氧树脂/HHPA体系树脂体系DSC曲线,当升温速率为10℃/min时,在90～210℃范围内有一个宽而平放热峰,其反应峰温为152.5℃,这对树脂固化和复合材料的成型是有利的。因为成型时温度在小范围内波动对其反应影响不会很大,故可以制备内部均匀和内应力小的材料。特征固化温度是制定固化工艺的重要依据之一,受反应级数和反应活化能等动力学参数控制。采用外推法分析求得升温速率为零的方法确定特征固化温度,其凝胶温度为93.7℃,固化温度为136.9℃,后处理温度为181.2℃。说明海因环氧树脂可以在中温条件下进行固化,它为进一步研究中低温成型复合材料制品奠定了良好的材料基础。
2.3 海因环氧树脂/HHPA体系固化物的性能
海因环氧树脂/HHPA体系的固化反应为加成反应,固化时无低分子物放出,形成的固化物密实,使得固化树脂具有优良的力学性能和耐热性。表1是海因环氧树脂/HHPA固化体系的性能,由于海因环氧树脂固化物的报道较少,表1中同时还列出了E-44环氧树脂/HHPA体系和618环氧树脂/MeTHPA体系的数据,从中可以看出,海因环氧树脂/HHPA体系的性能与双酚A型环氧树脂酸酐体系的性能相当;此外,海因环氧树脂/HHPA固化体系的极限氧指数为23,高于普通环氧树脂的极限氧指数19.8,海因环氧树脂/HHPA的综合性能优于现行使用的双酚类环氧树脂。说明海因环氧树脂与其他环氧树脂一样可用于复合材料的基体树脂。
3 结论
(1)合成了海因环氧树脂,环氧值328g/mol;无机氯含量为:0.000673mol/100g;有机氯含量为0.0274mol/100g;25℃时黏度为6.9Pa·s。可溶于丙酮、氯仿、苯、乙醇等溶剂。
(2)海因环氧树脂/HHPA体系的凝胶温度为93.7℃,固化温度为136.9℃,后处理温度为181.2℃。
(3)固化物具有良好的性能,抗弯强度为122MPa,弯曲模量为2.8GPa,冲击强度为14.9kJ/m2;氧指数为23。
参考文献
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树脂体系 篇7
电泳涂料作为水性涂料中的优秀品种得到了市场的广泛使用,随着工业的发展,其品种和应用范围已不断扩大。由于阳极电泳涂料存在阳极工件易氧化、抗腐蚀性能很难有较大幅度提高等问题的存在,电泳涂料已经逐渐向阴极电泳转变。很多企业和学者从改性成膜树脂和固化剂的角度入手,对阴极电泳涂料进行了积极的研究和开发。
1 阴极电泳涂料的原理
阴极电泳所用的树脂及颜料粒子带正电荷,在电泳过程中,被涂物作为阴极,在外加直流电源和外加电场的作用下,带正电荷的涂料粒子移向阴极,从而在被涂物表面形成一层电泳涂膜。
2 阴极电泳涂料及阴极电泳涂料用树脂
阴极电泳涂料使用的树脂是阳离子型树脂,为了使树脂提供更好的涂膜性能,使树脂阳离子化的方法也越来越多样化。阴极电泳涂料体系常用的树脂种类有环氧树脂、丙烯酸树脂、聚丁二烯和聚氨酯等,其中应用最多的类型是环氧树脂和丙烯酸树脂。
2.1 环氧树脂阴极电泳涂料及环氧树脂类阳离子型树脂
目前环氧树脂类阳离子型树脂主要是环氧胺加成物,环氧树脂的阳离子化方法通常是将环氧树脂与多元胺开环反应引入氨基成盐基团,生成环氧树脂的胺加成物,然后用有机酸或无机酸中和,或者是先扩链,再用胺中和、酸化。
这类阳离子型环氧树脂在成膜后也存在很多实际问题,如易黄变、固化温度过高,漆膜颜色单一装饰性不好、不环保等。为了解决现有的技术中存在的问题,很多研究者从树脂改性、固化剂改性等方面对现有的环氧树脂阴极电泳涂料做了进一步的优化。
专利[1]公开了以胺改性酚醛环氧树脂和锍改性环氧树脂物为基体树脂,以常规封闭型异氰酸酯为固化剂,制备了一种无铅的阴极电泳涂料,漆膜能在无铅的存在下固化且漆膜各项性能良好。
专利[2]公开了用甲乙酮肟封闭的四亚甲基二甲苯二异氰酸酯作为胺改性环氧树脂阴极电泳涂料的固化剂,使涂料能在120-135℃温度范围内固化,而且涂膜耐腐蚀性良好;专利[3]公开用两种不同类型的封闭剂组合使用,这两种组合封闭的异氰酸酯固化剂在用于环氧树脂型阴极电泳涂料后,固化温度可降低至150-170℃,漆膜平滑、耐腐蚀性和耐化学品性能优异。
我们可以发现,目前很多研究都致力于通过对固化剂进行改性来提高环氧树脂阴极电泳涂料的固化温度、耐腐蚀性能等。这个也是目前对环氧树脂阴极电泳改性的热点方向。
2.2 丙烯酸树脂阴极电泳涂料及丙烯酸类阳离子型树脂
丙烯酸阴极电泳漆装饰性能好、施工性能好、不黄变、耐候性好,而且丙烯酸类单体种类繁多,其单体可以进行多种反应,如缩聚、接枝、共聚、改性其它种类的树脂等。丙烯酸类阳离子树脂通常是以(甲基)丙烯酸的氨基烷基酯与(甲基)丙烯酸丁酯、苯乙烯等单体共聚,再通过有机酸中和成盐,从而获得阳离子型丙烯酸树脂;单通过该方法制备的树脂与外加交联剂配合使用时,会由于基料树脂和交联剂间泳透力的差异,使得电泳漆膜的成分和电泳漆液的配比不同,从而很难控制基料树脂和交联剂的比例,从而影响漆膜的固化。针对现有技术所存在的这些问题,也有很多研究者从调整和改进合成丙烯酸树脂单体以及对固化剂进行改性等方面对丙烯酸阳离子树脂以及丙烯酸阴极电泳漆做了深入的研究。
专利[4]报道了一种通过自由基聚合得到的电泳漆树脂,该专利具体报道了用含氟丙烯酸单体与丙烯酸酯类单体自由基聚合得到电泳漆基体树脂,从而制备一种含氟阴极电泳漆,该电泳漆光泽度高,耐化学性和耐腐蚀性能优异。
还有其它的一些改进方法,比如葛俊伟[5]等在自制半封闭异氰酸酯固化剂的基础上,通过半封闭固化剂留有的-NCO基团与丙烯酸树脂上羟基反应,将半封闭固化剂接枝到丙稀酸树脂上,制备了性能良好的单组分接枝型自交联丙烯酸阴极电泳涂料树脂,从而克服了固化剂与树脂共混工艺带来的问题。
2.3 丙烯酸-环氧树脂类阴极电泳涂料及复合阳离子型树脂
为了使阴极电泳漆同时兼顾装饰性、耐候性和防腐性,对于环氧-丙烯酸性阴极电泳涂料的研究也是非常多。环氧树脂因为其的防腐性强,一般作为底漆,但是该类型的电泳涂料的装饰性能不高,耐候性不强;而丙烯酸树脂因其具有高装饰性较多用于面漆,但是该树脂防腐性能差;因此出现了很多将两种树脂进行结合以兼顾两种树脂的性能优势的研究。
专利[6]报道将丙烯酸类聚合物与含环氧物质的聚合物混合得到一种含活泼氢的阳离子树脂,再与含异氰酸酯基和恶唑烷酮基的固化剂反应,制得的可电沉积组合物不易泛黄。
钟安永等[7]将具有特定表面张力的阳离子丙烯酸树脂与胺改性环氧树脂共混,借助调整树脂的表面张力控制聚丙烯酸酯分布在涂膜表面,环氧树脂分布在底层,制备了一种新型复合电泳涂料。专利[8]报道将丙烯酸改性的环氧树脂经扩链胺化后,与封闭的异氰酸酯交联剂反应形成主体树脂,得到的阴极电泳涂料耐黄变抗粉化性能优异。
3 结语
当前阴极电泳涂料仍然是以环氧树脂和丙烯酸类树脂为主,根据国家政策要求和市场需求,阴极电泳涂料会朝着低VOC化,削低有害的重金属(铅和锡);减少涂料使用量,缩短烘烤时间,同时提高提高涂膜的综合性能的方向发展,这需要我们投入更多的科研力量来不断升级电泳涂料产品,提升产品的竞争力。
参考文献
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[2]Ding Y.Chung,Taan K.Deb Roy.Low cure cathodic electrodeposition coatings[P].US:5049249,1991-9-17.
[3]Masaaki Nakashio,Junko Kawashima,Shoichiro Arakura.Resin composition for catinicelectrodeposition coating[P].US:5908911,1999-6-1.
[4]吴绍林,等.含氟阴极电泳漆及其制备方法[P].CN101638545,2010-2-3.
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[6]M.L.考夫曼.低致黄的可电镀涂料组合物[P].CN1086528A,1994-5-11.
[7]钟安永,周宗华,钟斌,等.聚丙烯酸酯-环氧树脂复合涂膜的研究[J].高分子材料科学与工程,2000,16(6):141-143.
树脂体系 篇8
关键词：环氧树脂,DOPO,阻燃,固化剂
环氧树脂以其优异的综合性能广泛应用于国民经济的各个领域,尤其在电子电气领域,已成为目前最为重要的电子化学材料之一。然而它又是一种易于燃烧的材料,所以对于提高其阻燃性能的研究一直是国内外研究者关注的热点。随着人们对于环境保护和人体健康的重视,对电子电气又提出了无卤化的要求,如何得到无卤、低毒、少烟、高效的阻燃剂成为人们关注的重点。其中最引人注目的是关于9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物的研究。
DOPO作为一种有机磷酸酯类化合物,其结构中含有活泼的O=P-H键,对烯基、环氧键和羰基具有很高的加成活性,可反应生成多种衍生物[1]。DOPO衍生物具有活性基团,既可以作为固化剂参与基体树脂固化,也可以通过向其引入环氧基制备本质阻燃环氧树脂。由于是通过化学反应将磷原子嵌入分子链中构成新的分子整体,所以它能在提高环氧树脂的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时,对环氧树脂的机械性能的恶化影响较小。而且近些年众多研究表明[2,3,4,5],DOPO及其衍生物作为一种新型环保阻燃剂,除了具有无卤、低毒、无烟等特点,还具有很高的阻燃效率。环氧树脂体系中磷含量低于2%时即可达到UL-94 V-0阻燃级别,而卤素含量需达到9%～23%才能达到同样效果。因此,无论从环境保护要求还是降低成本来看,DOPO类阻燃体系都具有很大的优势,其市场前景广阔,意义重大。
笔者对近年来国内外关于DOPO型无卤阻燃环氧树脂体系研究的新成果进行了综述,并对DOPO型环氧树脂体系研究的前景进行了展望。
1 非反应型DOPO基环氧树脂阻燃剂
非反应型DOPO基环氧树脂阻燃剂通常为DOPO与具有活性基团的化合物直接反应得到含磷化合物,该类化合物具有单位含磷量较高,达到阻燃要求时所需添加量较小的优点。
Altstädt V等[4]分别采用3种非反应型DOPO基化合物(DOP-Et, DOP-Et, DOP-Gly)作为双酚A环氧树脂/4,4’-二氨基二苯砜体系的阻燃剂,研究发现这些DOPO基阻燃剂的添加对体系的玻璃化转变温度(Tg)和力学性能没有造成显著影响,当磷含量为2%时即可使体系达到UL-94 V-0级别。
Schartel B等[5]将DOP-Et和DOP-Cyan作为阻燃剂添加到以碳纤维(CF)增强的双酚A环氧树脂(DGEBA)体系中。研究表明,两者均能够有效地提高DGEBA/CF体系的阻燃性能,在磷含量为2%左右时,DGEBA/CF/DOP-Et和DGEBA/CF/DOP-Cyan体系的LOI值分别为44和48,UL-94级别分别为 V-1和V-0,而且此时复合材料的机械性能没有明显恶化。
Döring M等[6]合成了一系列新型DOPO基衍生物,并将它们用于环氧酚醛树脂/双氰胺(DEN 438/DICY)体系的阻燃研究中。实验结果表明,其中有两种N取代的DOPO衍生物DDM-(DOP)2和DDM-(DOP)2-S对DEN 438/DICY体系具有优异的阻燃效果,体系中的磷含量接近1%即可达到UL-94 V-0级,而且Tg仍能保持在纯DEN 438/ DICY体系的水平,这种特性在非反应型阻燃添加剂里并不常见。他们认为DDM-(DOP)2和DDM-(DOP)2-S有望在对Tg要求较高的印刷电路板中得到应用。
Ding J P等[7]利用二乙烯基硅氧烷和DOPO合成了两种新型环氧树脂阻燃添加剂,并将他们用于邻甲酚醛树脂(CNE)中制得无卤阻燃环氧树脂。研究表明,含有阻燃剂的体系的机械性能、热稳定性和阻燃性能相比不含阻燃剂的体系均有提高,尤其是当磷含量为2%时,体系的LOI值可达32-33,并能够达到UL-94的V-0级。
刘伟区等[8]针对DOPO的引入可能导致基础树脂的Tg降低的问题,采用DOPO和多面体低聚硅氧烷合成了新型环氧树脂改性剂—含磷环氧硅氧烷(DPS)。研究表明,与纯E-54/DDM体系和以DOPO改性的E-54/DDM/DOPO体系相比,经DPS改性的E-54/DDM/DPS体系具更高的Tg、热稳定性、拉伸强度和LOI值。他们的工作提供了一种新的方便制备具有优异性能的无卤阻燃环氧树脂电子材料的方法。
胡源等[9]在专利中介绍了一种侧基为DOPO的聚合型含磷阻燃剂,该阻燃剂制备方法简单易行,所得产物含磷量高,具有很好的膨胀成炭性。在阻燃环氧树脂时,其极限氧指数有较大幅度提高,可达到UL-94 V-0级。该阻燃剂克服了现有小分子磷系阻燃剂热分解温度低、与聚合物基体相容性差、易迁移等问题。
2 DOPO型环氧树脂固化剂
DOPO型环氧树脂固化剂作为反应型阻燃剂的一种,在使用中能够同时起到固化和阻燃的功效,对于降低添加剂对体系的机械性能的负面影响有着显著效果,已成为本质阻燃环氧树脂的一个研究热点。
Lin C H等[2,3,10,11]近年来合成了多种三官能团含磷固化剂(Dopotriol等),并将它们分别用于固化DGEBA、二环戊二烯环氧树脂HP-7200和邻甲基酚醛树脂CNE。研究表明,与其他DOPO基阻燃剂不同的是,这些固化后的材料均具有较高的Tg,以及较低的热膨胀系数和优异的阻燃性能。其中含Dopotriol的环氧树脂固化物的Tg随着磷含量的增加而升高,为145～159℃,远高于DGEBA/PN体系的138℃,其阻燃性能也随磷含量的增加而增强,当磷含量为1.87%时即可达到UL-94 V-0级;而其他固化体系在较低的磷含量下,均能满足UL-94 V-0级阻燃要求。
随后,该课题组又在Dopotriol基础上研制了阻燃苯并口恶嗪Dopot-m,并将其分别与苯并口恶嗪(F-a)和双酚A环氧树脂(DGEBA)共聚,发现F-a/Dopot-m共聚物的热稳定性和阻燃性能随着Dopot-m含量的增加而提高,该体系的Tg达到了199～242℃,氮气下800℃时的残炭率为54%～69%,当磷含量为1.42%时即可达到UL-94 V-0级;DGEBA/Dopot-m的Tg最高可达252℃,5%分解温度最高可达351℃。所有这些特性可归因于酚羟基与环氧基的反应而增加了体系的交联密度。
Cádiz V等[12]以含磷二胺2DOPO-A固化DGEBA,通过与DGEBA/DDM体系相比较,DGEBA/2DOPO-A体系具有较好的热稳定性和阻燃性能,当磷含量为4.5%时,LOI值为33.2,氮气下700℃残炭率为22%。
Döring M等[13,14]通过向DOPO的骨架苯环上引入胺基的方法合成了一种新型二胺基反应型阻燃剂。研究发现,胺基的引入改变了芳环的结构,使固化剂在环氧树脂中的溶解性得到了较大提高。与以DDS为固化剂的DGEBA体系相比,含该阻燃剂的DGEBA体系的阻燃性能也得到了很大提高,相比DGEBA/DDS体系,LOI提高了13%;在碳纤维增强复合材料中,较DGEBA/DDS体系LOI提高17%,UL-94测试从HB提高到V-1级。同时,体系的断裂韧性以及断裂模量、层间剥离强度、弯曲性能和层间剪切强度均没有明显恶化。他们还从热分解机制方面对该二胺基阻燃剂和非反应型DOPO衍生物阻燃体系进行了研究,他们发现,含二胺基阻燃剂的环氧树脂的热解过程分为两步,其大部分磷元素留在了固相增加了残余量,而非反应型的DOPO衍生物中的磷元素热解挥发到了气相中。他们提出将该二胺基阻燃剂与非反应型含磷固化剂配合使用,可以使复合材料在改进其加工性能的同时又满足较好的综合性能。
Hwang H J等[15]报道了烯丙基DOPO衍生物Allyl-DOPO通过共聚反应改性低分子量的热交联树脂的研究。研究表明,Allyl-DOPO的引入有效地提高了聚合物的阻燃性能,当磷含量为1.35%时即可达到UL-94 V-0级。
唐安斌等[16]在专利中以DOPO和三聚氰胺合成了一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物,该化合物热稳定性好,阻燃效率高,可作为反应型阻燃剂用于环氧树脂、聚氨酯等热固性树脂的阻燃。在应用于环氧树脂绝缘层压板的实例中,该化合物的添加量为15%,磷含量1.3%左右,即可达到UL-94 V-0级,LOI值高达34.2。
3 DOPO型无卤阻燃环氧树脂
DOPO型无卤阻燃环氧树脂多是通过DOPO及其衍生物上的活性基团对现有环氧树脂进行改性,将DOPO基引入环氧树脂分子结构中,从而得到新型高性能含磷环氧树脂。
Cádiz V等[17]合成了一种含磷脂肪酸二环氧基化合物,然后分别使用DDM和含磷二氨BAMPO对其进行固化。研究表明,两体系均具有良好的热稳定性和阻燃性能,体系磷含量分别为3.9%和5.7%时,极限氧指数LOI值分别为31和32。
Döring M等[18]合成了两种DOPO衍生物DOPO-OH和DOPO-CH2OH,然后分别以不同比例与环氧酚醛树脂DEN 438反应制得两种阻燃环氧树脂,采用DDM固化。实验表明,两种复合材料在磷含量为0.81%～1.66%时,均可达到UL-94 V-0级,它们的LOI值为31.6～39.2,同时它们的Tg也都在185℃左右,具有很好的应用前景。
张兴宏等[19]以DOPO与环氧酚醛树脂EPN合成了含磷环氧树脂 (EPN-D),然后按不同配比与一种含氮环氧树脂(XT)混合,再以双氰胺固化。研究表明,当XT/EPN-D的质量比为1时,材料的综合性能最好,具有较高的Tg(138℃)、良好的热稳定性,以及较好的阻燃性能。其LOI值为37.4,能够达到UL-94 V-0级。并且他们发现在提高材料的阻燃性能方面,引入的异氰脲酸酯结构与DOPO基团具有明显的P-N协同效应。
胡源等[20]采用含DOPO的含磷三甲氧基甲硅烷(DGTH)和星形聚氨酯丙烯酸酯(SPUA)制备了一系列不同DGTH含量的紫外光固化的膨胀型阻燃树脂。研究表明,SPUA 和DGTH在催化燃烧成炭上具有明显的协同作用。当SPUA与DGTH的质量比为1.5∶2.5(N∶8.9%; P∶2.7%; Si∶2.4%)时,LOI值最大为41,其600℃的残炭率也达到了33.2%。
Hwang H J等[21]研究了以多种氰酸酯固化剂固化含DOPONQ的高级环氧树脂材料。研究表明,含有DOPONQ的环氧/氰酸酯树脂体系具有较高的Tg,良好的热稳定性和较低的热膨胀系数,其阻燃性能和残炭率也随着磷含量的增加而提高。当磷含量为2.0%时,即可达到UL-94 V-0级,而且燃烧中不会产生大量的浓烟。这些优异的性质使含有DOPONQ的环氧/氰酸酯树脂体系在阻燃层压板的实际应用中具有相当的吸引力。
Döring M等[22]合成了一种新型双官能环氧树脂,固化物在较低的磷含量下(1.0%～1.7%)即可达到UL-94 V-0级,LOI最大可达33.1,其Tg随磷含量的增加而下降,但仍高于163℃,最高达189℃。作者认为基于其优异的阻燃性能,这种双官能环氧树脂有望成为ODOPB的替代品之一。
王小键等[23]以酚醛环氧树脂F-51与DOPO合成的含磷环氧树脂,并以DDS固化该树脂。结果表明,当磷含量为2%时,体系即可达到UL-94 V-0级,同时固化物具有较高的力学性能,其Tg为126℃,吸水率为0.2%,可应用于覆铜板等电子产品的制造中,具有操作性强,成本低廉等优点。
党婧等[24]以双酚A环氧树脂E-51与DOPO合成了含磷环氧树脂(ED),以三聚氰胺与苯酚反应制备了含氮的酚醛固化剂(MFP),然后研究了ED/MFP体系的热性能。研究表明,随着含磷量的增加,体系的热稳定性和阻燃性能都得到了提高。当磷含量为3%时,体系的初始分解温度达到了330℃以上,650℃下的残炭率达到30%以上,并能通过UL-94 V-0级。
4 结语
DOPO型环氧树脂材料具有良好的热稳定性、较高的玻璃化转变温度、较低的热膨胀系数和优异的阻燃性能,是一种无卤、低烟、无毒的环保型材料,具有广阔的发展前景。然而,由于其结构的特殊性,大多数的DOPO衍生物的添加还是会对体系的综合性能造成或多或少的负面影响。因此,应进一步加强高性能无卤阻燃环氧树脂体系的研究,尤其从以下方面着手:
(1)对于添加型阻燃剂,应从高热稳定性,较高单位含磷量和提高与环氧树脂的相容性进行研究。
(2)对于含磷固化剂,应针对其本身及其固化通用环氧树脂体系中的磷含量较低的缺点,努力提高其磷含量或配合其他阻燃剂使用。
(3)深入对磷-氮、磷-硅、以及磷元素与其它元素在阻燃行为中的协同效应的研究。
树脂体系 篇9
目前国内石化企业在树脂产品的销售中,一般将渠道分为两种,一是以大型直供用户为主的直销渠道比如家电行业的青岛海尔、小天鹅等,建筑型材行业的芜湖海螺、大连实德,这类用户大都实力雄厚,信誉良好,具有较强的支付能力,对服务尤其是物流服务的要求较高。二是以各地区经销商为主的分销渠道,这类客户遍布于华北各主要树脂集散市场,比如临沂化工城、临淄化工城等,他们利用资金、渠道的优势服务于下游中小型树脂用户,其销售范围无固定区域,销量占整个华北公司销量54%。这就造成我们对一半以上的产品流向或者说最终消费地不掌握。渠道的不畅会带来很多问题,树脂产品市场波动频繁,渠道不畅使营销人员对市场变化反应迟缓,无法掌握真正的需求情况。
本文以开立销售订单为界,将二者在流程形态和职责界定上分开,但是又用物流计划和信息系统将二者联系起来,使其构成一个既相互独立又相互融合的高效的、节约的物流供应链体系。
1树脂产品的物流体系构建
1.1 建立营销导向的物流硬件系统
建立营销导向的物流硬件系统,首先,要对产品进行配送管理。制定合理的区域价格,所谓区域价格,就是根据送达地所处市场的不同确定销售价格,送达地距离远近与区域价格的高低并不是线形关系,比方说齐鲁生产厂位于山东省淄博市,在制定齐鲁产品区域价格时,可能淄博当地价格与青岛市的区域价格之间的差值并不等于实际运费差,目的是通过区域价格执行,使分销商的中转成本明显高于产品的直达成本,让产品能够直接流向真正的消费地。
其次,要结合需求分布进行中转仓库的选址,齐鲁生产的树脂产品自2009年6月份开始全部配送,其中2009年6月至2010年2月共计配送产品579586吨,其中华北地区465597吨,表1统计的各主要地区404010吨,占华北地区配送数量的86.7%。基本确定了齐鲁产树脂产品的消费区域。初始配送时,临淄地区产品数量较大,是因为经销商将地区作为二次配送的中转地,随着配送管理的实施,该地区数量逐步减少并趋于稳定,产品资源逐步向实际消费区域转移。而临沂、 潍坊
(青州)、威海、邢台、青岛等地区随着配送的逐步开展,配送数量逐步增加并趋于稳定,说明这些区域应为实际的消费区域,同时体现出该区域的消费潜力。综上所述,华北公司中转仓库地点应选择在:山东:临淄、临沂、潍坊(青州)、青岛、威海、烟台、聊城;河北:雄县、沧州、邢台、保定;天津:大港;西安:三民村;东北:沈阳以上地区视消费数量、地区分布等情况,可以进行精选,如威海与烟台、雄县与保定,两地区距离较近,可以合二为一,而临淄、临沂、潍坊(青州)、青岛、雄县、大港、西安沈阳作为首选地,其它地区消费量中等的地区,可以作为备选仓库,如沧州、邢台、保定等地区。
最后,要选择最佳的运输方案,化工销售华北分公司的产品运输的最佳方案是对于短距离产品的运输,采用门到门的公路运输;对于中距离产品的运输,由于铁路运输资源比较紧张,充分利用公路门到门和在中途运输中速度快且灵活机动的优势,实现铁路运输难以达到的水平。以公路运输为主,铁路运输水路运输为辅,以公路代铁路。对于远距离产品的运输,以多式联运、铁路和水路运输为主,公路运输为辅,通过铁-汽、船-汽联运、集装箱运输等方式,降低物流总成本,为终端客户提供全程的门到门运输服务。
1.2 建立营销导向的物流软件体系物流信息系统的设计
鉴于华北分公司的物流体系的不健全,我们应当通过物流信息系统整合促进配送体系的整合优化,中石化化工销售分公司自建立伊始便不遗余力的推广、规划现代电子信息技术在物流系统中的应用,首先自主开发了物流运行管理系统(LIS),为物流系统搭建了基础运作平台,结合集团公司推广的企业资源计划(ERP)、客户关系管理系统(CRM)的资源数据作为基础数据,其后依附LIS系统逐步建设推广GPS在部分线路的应用,同时通过与移动通讯信息部门合作开发了OTC等的电子商务应用。这一系列的技术信息系统的开发利用使得华北分公司在配送体系试验推广有了很大提高。
目前华北分公司物流系统流程图如下。
从上图不难看出华北分公司营销及物流配送各个层次均设计推行了先进的技术信息系统支持,目前最大问题是各个系统之间相对独立,即使有连接也是简单串行,一个优秀的体系的模块应该是功能互动、信息共享,互为一体、高效运作才是我们开发使用各种信息系统的初衷,所以结合自身特点整合优化供应链管理,初步形成配送体系模式是现阶段华北公司物流信息工作的重点。
2物流体系建立的主要问题及相应建议
2.1 华北公司组织架构对物流体系影响的探究
2.1.1 组织架构和物流体系之间的关系
现行企业的组织机构大都市基于职能部门专业化模式。其之所以被广泛采用,是因为在工业化时代、在比较稳定的市场环境中、在产品供不应求、企业强调规模经济的情况下,流程片断化的危害性还不是很明显,这时通过专业化分工可以使员工成为某一方面的专家,或者是销售方面的,或者是物流方面的,也可能是采购方面的,这样可以使处理某一问题的单位效率提高,然而系统的总效率并不等于单位效率的简单加和。这就产生了供应链管理的概念。尤其随着信息化时代的到来,市场竞争日趋激烈,顾客要求越来越多样化,这种片断化的企业流程也就越来越不适应各方的要求,其组织结构越来越显得僵硬。因为一项业务要按照顺序地流经计划、销售、发货、配送等多个职能部门,虽然各职能部门的专业化程度提高了,但由于要等上一环节的工作完成以后才能开始下一个环节的工作,结果把一个完整的任务在各职能部门之间被分解的支离破碎,既造成部门之间衔接中的大量等待,又使各部门增加很多无谓劳动,大大增加了完成任务所需要的时间和成本。
物流系统是整个供应链流程的一个重要环节,而物流部门是众多职能部门中的一个,其考虑问题出发点和其他部门一样,无疑会站在自己部门利益的基础上去考虑和处理问题,而不是站在如何完成一项任务或整套流程的基础上。一个公司组织架构的设置应该更多地考虑整个流程的效率,尤其是物流体系与营销体系的统一和融合,减少二者之间的制约和平衡,以提高整个链条的运转效率。
2.1.2 华北公司组织架构对其营销物流体系的影响
就本文所涉及的业务和流程来说,华北公司目前业务组织架构图如下:
总经理全面负责,下设三名副总经理分别负责计划、销售、物流工作,为垂直管理,而业务流程是横向的,即从计划开始,依次是销售和物流。和大多数企业一样,华北公司的组织架构对整个营销物流体系的建立和运行也存在着一定的限制。从销售部门也就是合成树脂部来看,计划部门、物流部门在管理上限制了其业务的灵活性,而物流部认为合成树脂部的销售随机性太强,缺乏计划性,给物流运作带来不必要的成本增加,对物流优化工作造成困难。
本文在营销物流体系构建中,更多地探讨了在华北公司组织架构没有到位的前提下,如何利用规范化、标准化的管理办法和程序来实现整个链条的顺畅。但是无论办法多么规范严格,也无法从根本上解决各部门之间利益不一致的问题,
从某种意义上讲,本文所探讨的营销物流体系构建问题,是从传统的组织架构向供应链架构模式的一个过渡,组织架构虽然没有实质性改变,但是通过物流计划、信息系统整合等程序化的控制已经将整个流程的信息链条作出了规范。如果下一步从组织架构上进行适当的调整,以每种产品的整个供应链作为一个单元,从销售计划、客户计划、物流计划三个计划的统一制定和落实着手,对该链条的效率、费用、利润进行考核和评判,使得每种产品链条都有固定的超越部门分工的管理人员,进而减少整个链条的摩擦提高整个流程的效率。计划部门、物流部门、财务部门进行相应的管理和监督,使得整个链条既有专业化、集约化优势,又可以实现无缝隙、高效率的运营。
3结论与展望