胶衣各组分对胶衣老化性能的影响

论文摘要

胶衣作为玻璃钢复合材料中不可或缺的对玻璃钢起到保护和装饰作用的一种材料,随着风电产业及游艇产业在中国乃至全世界范围内不断发展和升级,对胶衣的性能也提出了更高的要求,而耐老化性是评估胶衣优劣的一个重要技术要求。本文针对胶衣各个组分、胶衣的成膜机理以及高分子材料的老化机理进行了阐述,同时对于主要组分对胶衣耐老化性能的影响采用国际通行的加速人工老化的方法并参照美国ASTM-G154非金属材料紫外线曝光用荧光设备使用标准惯例进行了比较全面的实验评估,通过监测在游艇、风电行业和救生艇中比较典型的白色胶衣、灰白色胶衣、灰色胶衣和橙色胶衣随时间人工加速老化后胶衣的黄变倾向、色差值以及光泽保持率来判断胶衣的主要组成对胶衣耐候性能的影响。在实验中我们发现胶衣的基体树脂对胶衣的耐候性能起了决定性的影响。在经过1000小时左右的人工加速老化后,以间苯/新戊二醇树脂为基体的胶衣表现了优异的耐老化性能,灰色胶衣的黄变Δb值在为2.05,CMCΔE色差值也在2.07,光泽保持率仍保持在87.60%；以间苯树脂为基体的胶衣黄变Δb值和CMCAE色差值分别为3.10和3.58,光泽保持率下降到85.20%；而以邻苯为基体树脂的胶衣黄变Δb值为4.98,CMCΔE色差值为6.67,光泽保持率为51.55%,胶衣表面已经失光,此时胶衣的耐候性已经到了非常低的水平。在纯白胶衣中,因为胶衣配方中颜料含量比灰色和灰白色的要高的多,故光泽保持率1000小时左右的人工加速老化后都依然保持在90%以上,但黄变Δb值和CMCΔE色差值表现了差异,间苯/新戊二醇树脂为基体的胶衣为1.65和2.08,以间苯树脂为基体的胶衣在3.54和4.82。除了胶衣的基体树脂对胶衣的耐老化性的影响之外,在实验结果也体现了其它胶衣组分如颜料的选择、颜料的含量、单体种类及含量和紫外线吸收剂都会对最终胶衣的耐老化性能起到一定程度的影响。在实验最后运用MINITAB软件中的DOE实验设计功能以及帕雷托图的分析功能最终优化出具有比较优异的耐候性同时满足不会因为加大颜料量或加入两种单体而引起的分色浮色问题的综合性能比较优越的胶衣。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 胶衣简介
• 1.3 胶衣的组成
• 1.3.1. 成膜物质
• 1.3.2. 交联单体
• 1.3.3. 不饱和聚酯树脂的成膜基理
• 1.3.4. 颜料与填料
• 1.3.5 触变添加剂
• 1.3.6 光稳定剂
• 1.3.7 引发体系
• 1.3.8. 助剂
• 1.4 高分子材料的老化
• 1.4.1 人工加速光老化试验方法
• 1.4.2 高分子材料耐候性评价指标的选择
• 1.5 颜色
• 1.6 光泽度
• 1.7 研究目的与主要研究内容
• 第2章 基体树脂对胶衣耐候性的影响
• 2.1 引言
• 2.2 胶衣的类型
• 2.2.1 邻苯二甲酸酐型（邻苯型）胶衣和间苯二甲酸型（间苯型）胶衣
• 2.2.2 丙二醇和新戊二醇型胶衣
• 2.2.3 双酚A型和乙烯基型胶衣
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验设计
• 2.3.2 样板制备
• 2.3.3 实验设备
• 2.4 实验评判标准
• 2.5 实验结果
• 2.5.1 不同基体树脂纯白胶衣人工加速老化后的结果
• 2.5.2 不同基体树脂灰白胶衣人工加速老化后的数据比较
• 2.5.3 邻苯、间苯和间苯/新戊二醇中灰胶衣人工加速老化后的结果
• 2.6 结果讨论
• 2.7 本章小结
• 第3章 颜料对胶衣耐候性的影响
• 3.1 引言
• 3.2 颜料的结构特点和耐老化的性能
• 3.2.1 无机颜料
• 3.2.2 有机颜料
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验设计
• 3.3.2 样板制备
• 3.3.3 实验设备
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 硫酸法和氯化法钛白粉在纯白胶衣中人工加速老化后的结果
• 3.4.2 不同钛白粉含量在纯白胶衣中人工加速老化后的结果
• 3.4.3 不同色浆含量、不同树脂基体的灰色胶衣人工加速老化后的结果
• 3.4.4 不同色浆含量的橙色胶衣人工加速老化后的结果
• 3.5 结果讨论
• 3.6 本章小结
• 第4章 单体对胶衣耐候性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验设计
• 4.2.2 样板制备
• 4.2.3 实验设备
• 4.3 实验结果
• 4.4 结果讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 紫外线吸收剂对胶衣耐候性的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验设计
• 5.2.2 样板制备
• 5.2.3 实验设备
• 5.3 实验结果
• 5.4 结果讨论
• 5.5 本章小结
• 第6章 高耐候胶衣的配方优化
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 实验设计
• 6.2.2 实验设备
• 6.2.3 实验判定依据
• 6.3 实验结果
• 6.4 结果分析
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢