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彩色胶衣及其应用
2011-11-15 17:23:10 来源: 作者: 【 】 浏览:204次 评论:0

摘要:论述了彩色胶衣关键技术,制造工艺及其应用。

关键词:胶衣树脂;制造工艺;应用

1  前言

为了使玻璃钢复合材料有更好的防护性能和美观性,通常其表面设计为具有防护和美观作用的富树脂层,由不饱和聚酯树脂(乙烯基酯树脂)固化得到,这就是胶衣层。由于生产玻璃钢产品时常常需要着色,一般是在胶衣树脂中加入颜料糊配制成所需的颜色。但是由于工序多,影响因素多,技术难度大,往往会造成颜色不匀、浮色、发花及批次之间不一致等问题。为方便用户,提高产品质量,树脂制造商有时直接制成彩色胶衣提供给用户。简而言之,彩色胶衣就是带有颜色的胶衣树脂。

2         彩色胶衣的几个关键点

彩色胶衣与传统胶衣相比,决不仅仅是简单地着色,也不仅仅是一项或几项性能指标的提高,而是表现在质量稳定、工艺性能好及对生产产品的质量保证等各方面,具有全新的特点,在某种意义上是一种解决方案。下面介绍彩色胶衣的几个关键概念和要求。

2.1  分子量分布指数

作为玻璃钢制品表面美观和保护的彩色胶衣要求有好的物理性能,更要求稳定性。因此其基体树脂的性能要求较好且稳定,这就要求树脂分子量分布要均匀。这样,制造的胶衣树脂的耐候性能、机械性能才更稳定。有关研究表明,其分子量分布指数应当控制在2.5以下(Mw/Mn≤2.5)。这一点要通过树脂合成的配方和工艺控制达到。

2.2  流变性能

基体树脂性能决定了胶衣树脂的理化性能,而胶衣树指流变性能则对其施工应用性能有决定性影响。胶衣树脂要求有触变性能,其指标用触变指数来衡量,触变指数TI=6rpm的粘度/60rpm粘度(Brookfield粘度计)(或是5rpm的粘度/50rpm的粘度)。传统胶衣就是用触变指数值来设定,控制产品施工中的流胶,但深入研究表明,仅仅靠触变指数是不够的,因为实际施工过程中不论是涮涂还是喷涂,其剪切力远大于测试条件下的60rpm时的剪切力,因此必须控制其有好的流变性能,静态或低剪切状态下粘度基本一致,但高剪切状态下的粘度却低的多,以更好地适应施工工艺的要求。

2.3  细度

细度对彩色胶衣的颜色、气泡、表面质量有着非常大的影响,因此细度是衡量质量好坏的一个重要指标。研究表明细度小于30μ对彩色胶衣的配色及获得好的表面质量都很重要。

2.4  配色

彩色胶衣作为稳定产品(商品),颜色的准确非常关键。不但要求已经确定的颜色准确、不得有任何变动,而且要求对顾客提出的任何颜色都要准确配制出来。国内外一般都采用国际照明委员会的△L★、△a★、△b★均匀色空间标准,以△E=(△L★)2+(△a★)2+(△b★)2作为色差指标。采用光谱光度计测得某样品数据(颜色的L★、a★、b★值),接下来可以选定几种基本色的色浆(也可以不选),由计算机利用这几个基本色的数据进行计算、配色,得到与标样最相近的几组反射曲线,并得出几组配方供选择。

除此之外,还有其它的一些指标来表征彩色胶衣的特征,如遮盖力等,但以上述几个比较重要。

3  制造工艺

根据生产批量的大小,流程的长短有所不同,但总的来说分为分散和配色两部分,即先将基体树脂加入气相二氧化硅分散得到胶衣树脂(Clear),然后加入色浆得到彩色胶衣。如图:

    基体树脂


气相二氧化硅—高速分散— 砂磨—胶衣树脂—

                                                                           助剂—

                                                                  色浆——计算机配色—分散—检验—成品     

                                                             促进剂—

                                                                 助剂—

   分散——将气相二氧化硅、助剂(流平剂、消泡剂、分散剂等)及其它必要添加剂加入基体树脂中在高剪切作用下分散为胶衣,控制流变特性和细度。

配色——用光谱光度计测量目标样颜色,利用计算机配色程序可得到推荐的配色配方,按此计量色浆配色即可,有的需要校正。

如果流程长,例如如果从树脂合成开始,则要控制其分子量分布;如果色浆自制,色浆的稳定性和细度极为重要,要加以控制。

如果批量不大个别定制,则可以采用全自动配色机来生产。由于不必校正,对色浆的要求非常高,成本亦高一些。

4  应用

需要强调的是,彩色胶衣不是一个产品,而是一类产品,或者更严格意义上是全新的工艺、全新的概念。彩色胶衣作为单独的产品(商品)最早在欧、美问世,应用也较多,中国起步较晚,前后总共约八、九年时间,但因其颜色均匀、耐候、使用方便等优点得以迅速推广,增长速度很快。

4.1  产量

全世界产量约为两万吨左右,几年来变化不大,但中国产量约4000-4500吨,五年翻了两翻。

4.2  品种

从结构上来分,有邻苯型、间苯型、间苯-新戊二醇型、乙烯基酯型等;

从施工特性来分,有刷涂型、喷涂型、淋涂型;

从功能性来分,有通用型、耐水型、耐腐蚀型、阻燃型、气干型、食品级等等。

4.3  主要应用领域

船舶——游艇、渔船、工作船、中小型客船、救生艇、冲锋舟等等。要求有很好的耐水性、抗冲击性以及良好的施工作业性能,高级游艇还需要要求更高的乙烯基酯树脂;

建筑——冷却塔、游乐设施及各种结构件等等。要求有很好的耐水性、耐候性;

车辆——车体、车厢板及车辆部件等。要求有较好的综合性能,尤其是抗冲击性;

厨卫——各种厨房、卫生间洗漱用具,如水槽、洗面池、浴缸等等,要求有很好的耐水性;

防腐蚀——石油、化工、冶金等防腐应用,要求有优异的耐腐蚀性,有时需要要求更高的乙烯基酯树脂;

阻燃——化工、纺织、轨道交通等阻燃应用,要求有优异的阻燃性能;

近十年来,我国的玻璃钢工业发展很快,但与国外先进水平相比,还存在手糊比例高(高达70%),产品质量特别是表面质量差等弱点,而彩色胶衣的应用,给手糊玻璃钢带来了生产工艺便捷、过程可控、质量稳定提高等帮助,特别是大大提高了产品质量和稳定性,提高了产品档次,也提高了产品附加值。随着我国玻璃钢工业的继续发展,彩色胶衣的应用必将越来越广,为提高我国玻璃钢产品的质量将产生巨大的影响,其应前景也将十分广阔。

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Tags:应用 责任编辑:zhujp
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