无钴固化技术正在兴起

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欢迎访问e展厅 展厅 2 复合材料/胶粘剂展厅 阻尼材料, 环氧树脂, 密封胶, 硅胶, 厌氧胶, ... 欧盟化学总署正在根据欧洲化学物质注册、评估、授权和限制（REACH）法规，对羧酸钴如辛酸钴进行评估。羧酸钴已于2012年8月被REACH钴联盟定为致癌、致突变、繁殖?毒性二类物质（CMR2），具有生殖毒性。还有可能被定为1B类致癌物质，从而被限制使用。一些无机钴盐，如硫酸钴已经被欧盟CLP的对物质和混合物分类、标志和包装规定定为1B类致癌物质、1B类生殖毒物和2类致突变性物质。 辛酸钴主要在不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂中，以有机过氧化物为固化剂，室温固化时用作促进剂。通过形成自由基引发固化反应。 今天，由于钴在聚酯树脂行业已经广泛使用，要想取代它，将面临巨大挑战。很多树脂和应用领域已经惯于使用这种多功能金属。 非钴促进剂 由于已经预计到钴面临的环境压力将持续增加，阿克苏诺贝尔率先开发了系列非钴促进剂。Nouryact是100%不含钴的促进剂，获得BluCureTMSeal使用许可（BluCureTM Seal是100%非钴技术的担保机构）。 这款非钴促进剂是铜、镁、铁的化合物，可以取代传统钴类促进剂。他们使用方便，可以在室温下与通用树脂混合，可以满足所有复合材料生产商、终端用户和树脂生产商的需求。树脂生产商可以用Nouryact生产预促进树脂。预促进树脂中已经加入了促进剂，只要在固化时加入有机过氧化物。现在可以购买到的Nouryact促进剂见表1。 所有的Nouryact促进剂都在位于荷兰Deventer的阿克苏诺贝尔研发实验室进行了5种常用树脂和4种固化体系的充分测试。 用于测试的树脂包括高活性的邻苯树脂、中等活性的邻苯树脂、间苯树脂、环氧乙烯基酯树脂和双环戊二烯树脂（DCPD）。固化体系用的是过氧化甲乙酮（阿克苏诺贝尔Butanox M-50）、过氧化乙酰丙酮（阿克苏诺贝尔Trigonox（R） 44B）、低H2O2/高type 3MEKP过氧化氢（Butanox LPT）和过氧化氢异丙苯（Trigonox K-90）。 Nouryact促进剂根据塑料协会标准（SPI）ASTM D7029和ISO84规范进行测试（50%石英砂作为填料），复合材料板的厚度为4mm，玻璃纤维含量30%，室温固化后，再80°C后固化。 通过测试层板的巴士硬度监控固化性能。 表2是Nouryact CF12 和Nouryact CF13 在以阿克苏诺贝尔Butanox M-50（中等活性）固化中等反应活性邻苯聚酯树脂中的测试结果。结果表明，非钴促进剂的活性很高，巴士硬度增加很快，放热峰温度可以接受。可以用于快速成型和需要快速脱模的生产。可以通过添加阻聚剂如对叔丁基邻苯二酚（TBC）和二丁基羟基甲苯（BHT）调节胶凝时间。 测试结果还表明：使用Nouryact促进剂可以缩短生产周期（具体依据促进剂种类而异），降低苯乙烯残留。在使用非钴类促进剂，配合过氧化甲乙酮，室温固化环氧乙烯基酯树脂时不会产生有毒气体。 NPSP采用Nouryact CF12促进剂 在辛酸钴被定为CMR2类之前，有几家公司就已经换用Nouryact非钴类促进剂了。其中之一就是荷兰的NPSP复合材料公司，采用的是铜促进剂。他们在室温RTM工艺中试用该产品。试用结果显示，非钴类促进剂可以直接取代钴类促进剂，生产工艺灵活，产品性能不变。 NPSP用Nouryact CF12生产复合材料Pastoe Low Chair 03椅子。这种椅子属于NPSP的Nabasco品牌（天然复合材料），承诺生产方法必须环境友好，生产技术经济可行。而且，该椅子正在等待“摇篮到摇篮”认证。 部件的厚度为4mm~8mm，增强材料可以是亚麻和麻类。树脂采用的是双环戊二烯树脂，用0.3%对叔丁基邻苯二酚（阿克苏诺贝尔阻聚剂NLC-10，10%溶液）调节胶凝时间为60分钟。固化剂Butanox M-50用量为1.5%，室温固化（20-23）。 通过使用Nouryact CF12，NPSP发现椅子的机械性能不变，表面性能更好。 NPSP发现Nouryact CF12在调整胶凝时间、保证制品机械性能和外观性能方面与传统钴类促进剂可以媲美。而且，Nouryact CF12为NPSP生产环境友好、生物质复合材料提供了空间。 表3为NPSP以Nouryact CF12为促进剂生产的玻璃纤维和天然纤维增强复合材料机械性能对比。 Nouryact CF12还被证明，可以在室温RTM工艺中取代标准钴类促进剂。 NPSP创新总监Willem Bottger说，“阿克苏诺贝尔的非钴类促进剂符合我们可持续发展的战略。我们正在寻找解决当今面临的环境问题的有力解决办法。Nouryact完全可以取代传统钴类促进剂，而不会影响制品的机械性能。” 改进固化工艺 NPSP的经验表明，非钴类促进剂完全可以成功取代钴类促进剂。事实上，几乎可以实现一比一取代，最终制品的成本增加非常少。 Nouryact促进剂同时具有工艺灵活和活性高的特点，在保证机械性能的前提下，还可以缩短生产周期。并可以改善固化工艺。包括缩短胶凝时间和固化时间，快速增加巴士硬度，并有利于降低苯乙烯残余量。

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