Specialty Vinyl Esters for C-Fiber Applications 用于碳纤维的高性能环氧乙烯基酯树脂

2011.08.11 ，哈尔滨

Dr. Liusong Yu ， GM / Reichhold China 余柳松 博士 , 雷可德中国区总经理

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Content / Content / 概要概要

• Reichhold Overview / 雷可德简介

• Vinyl Ester vs. Epoxy Resin / 乙烯基酯和环氧树脂的对比

• Applications of VE with C-Fiber/ 用于碳纤维的乙烯基酯案例

• Opportunities and Challenges / 机遇和挑战

• Future Development Focus / 乙烯基酯树脂的最新发展

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Reichhold Key Facts / Reichhold Key Facts / 关键数据关键数据

• A private multinational company with revenue over 1.4 billion in 2010私人跨国企业， 2010 年收入超过 14 亿美元

• World headquarters in RTP, NC (US) with global technology center over 30,000 m2

全球总部及研发中心位于美国北卡罗纳州的 RTP. 研发中心面积超过 30,000 m2

• Additional technology centers in Norway (Europe), Brazil (S. America), China (Asia-Pacific) 此外主要的研发中心位于欧洲的挪威，南美的巴西，及中国的北京（在建中）

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• A truly global supplier with 19 plants in 12 countries (India plant in 2009 ), another new plant in China soon真正的全球性供应商：目前在全世界 12 个国家有 19 个生产工厂 ( 含印度 2009 年投产的工厂 ) ， 中国天津的新工厂也将于 2011 年 10 月投产。

• World’s largest supplier of unsaturated polyester resins for composites (500,000 MT output / 2007)全球最大的不饱和聚酯供应商 (50+ 万吨 /2010) ，能够为复合材料行业提供全套解决方案（不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、结构胶粘剂、胶衣及模具专用树脂等）

• Supply wind energy, transportation, marine, industrial, building & construction, other specialty markets主要复合材料市场为：风电，交通，游艇，工业防腐，建筑，其它特种应用等领域。

• Market leader in coatings, graphic arts在涂料和印刷市场也占据领先地位

Reichhold Key Facts / Reichhold Key Facts / 关键数据关键数据

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Major Presence Around the Globe Major Presence Around the Globe 全球工厂和研发中心分布

: 工厂， : 研发中心， : 代理商

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• Future Developments Focus / 乙烯基酯树脂的最新发展

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Vinyl Ester / 乙烯基酯树脂

• 乙烯基酯树脂 (VE) 是由双酚型或酚醛型环氧树脂与甲基丙烯酸反应得到的一类变性环氧树脂，别名环氧丙烯酸树脂，为热固性树脂。

• 乙烯基酯树脂 (VE) 秉承了环氧树脂的优良特性，固化性和成型性方面更为出色，能溶解于苯乙烯以及丙烯酸系单体，由于兼具环氧的高力学性能和不饱和的工艺优点，其应用领域非常广。

• 环氧关键是可操作性比较差，热变形温度比较低，耐腐蚀性一般，耐氧化性比较差，优点是机械强度、冲击韧性、电气特性；乙烯基树脂树脂是可操作性好，耐腐蚀性比较突出，耐温性也比较好，

• 与环氧树脂相比，乙烯基酯树脂的工艺特点总结如下：

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Property 性能 VE 乙烯基 Epoxy 环氧树脂 Air Release 消泡 Excellent 优异 Poor 差Flow & Fiber Wetting 流动性 / 纤维浸润性 Excellent 优异 Moderate 中等

Curing agent 固化剂Organic peroxides有机过氧化物

Many types, typically amine多种，如胺类

Mixing of Curing Agent 固化剂的混合性 Easy 容易 Moderate 中等% of Curing Agent 固化剂含量 1%-2% 20-25 %

Gel Time, Exothermic凝胶时间，放热

Easily Variable, Low容易改变，低

Limited/different hardener, Low 有限 / 不同的固化剂，低

Reactivity 反应活性 Fast Cure 快速固化Slow to moderate cure低 - 中等速度固化

Water Resistance 耐水性 Very good 非常好 OK 好Shrinkage 收缩率 Moderate 中等 Low 低

Volatiles 挥发份 Styrene 苯乙烯Amines, Alcohols 胺类 / 酒精

VE Comparisons with Epoxy - Summary乙烯基酯与环氧树脂的比较

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VE Comparisons with Epoxy - Summary乙烯基酯与环氧树脂的比较

Process 工艺性 VE / 乙烯基 Epoxy 环氧

Pumping/Dispensing /Mixing 抽取 / 调配 / 混合

Easy (low viscosity initiator & resin)容易（引发剂和树脂粘度低）

Moderate (epoxy high/low curing agent viscosity) 中等（环氧树脂高 / 低固化剂粘度）

Degassing 放气 Easy 容易 Difficult 困难

Temperature 温度Ambient or above 环境温度或者在其之上

Generally above ambient通常在环境温度之上

Cure Profile 固化窗口Easily modified 容易调整

More Difficult to modify很难改性

Post cure 后固化

Not Required but beneficial 不作要求，但会有益处

Usually required (>70°C) 通常需要后固化

Resin Safety 树脂安全性

May cause irritation, flammable有刺激性，易燃

Irritant, known sensitizer刺激性，会产生过敏

Initiator/Curing Agent Safety引发剂 / 固化剂安全性

May cause irritation and contact burns有刺激性，接触会烧伤

Can be sensitized, will cause sever irritation and contact burns. Corrosive, can be toxic会产生过敏，有刺激性，接触会烧伤，有腐蚀性，毒性

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维用于制造挪威海军高速艇 （≤ 碳纤维用于制造挪威海军高速艇 （≤ 70 m70 m ））

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维碳纤维 // 芳纶纤维用于制造世界最长的芳纶纤维用于制造世界最长的 FRPFRP 船 船 (75 m / (75 m / 英国 英国 ))

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维用于制造人行天桥 （ 碳纤维用于制造人行天桥 （ 56 m56 m ））

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维用于制造乘客摆渡艇 （自重降低碳纤维用于制造乘客摆渡艇 （自重降低 4040%% ））

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维用于制造奔驰车的碳纤维用于制造奔驰车的 CNGCNG 罐 罐 (( 仅仅 1/31/3 钢罐的重钢罐的重量量 ))

Customer Ragasco: CNG tanks for Mercedes B Class with Dion 9100 + C-fiber (only one third the weight of steel tanks)

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

雷可德乙烯基雷可德乙烯基 ++ 碳纤维用于制造深海 碳纤维用于制造深海 (2800m)(2800m) 探测钢管脐带系统 探测钢管脐带系统 (60 tons c-fiber / 16 tons Dion Impact 9100 VE were used / 2007, USA(60 tons c-fiber / 16 tons Dion Impact 9100 VE were used / 2007, USA ））

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Case Study / Case Study / 应用案例应用案例

其它乙烯基其它乙烯基 ++ 碳纤维用于制造跑车碳纤维用于制造跑车 Dodge Viper Dodge Viper 车体 车体 (( 蓝色部分为碳纤维增强蓝色部分为碳纤维增强 , , US)US)

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Other Case Study / Other Case Study / 其它应用案例其它应用案例

1. 用连续拉挤的碳纤维 + 乙烯基酯树脂复合材料的抽油杆和建筑补强板材

2. 碳纤维 + 乙烯基酯树脂复合材料运动器械

3. 其它未报道的应用

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• Opportunities & Challenges / 机遇和挑战

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Opportunity & Challenges / 机遇与挑战

• 碳纤维复合材料的民用化 vs. 乙烯基酯树脂的工艺和成本优势 (vs. 环氧 )

• 和乙烯基匹配的碳纤维浸润剂很少（大部分碳纤维浸润剂只和环氧匹配）

• 开发乙烯基酯树脂专用碳纤维

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Future Development Focus / 乙烯基酯树脂的最新发展

• Styrene free / Monomer free VE for aerospace / wind applications

不含苯乙烯，不含单体的乙烯基用于航空和风能应用

• VE + C-fiber/G-fiber for bigger wind blades

传统乙烯基 + 碳纤维和玻璃纤维混编织物用于大型叶片

• Others / 其它

Thank You!

谢谢 !