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FRP玻璃鋼復(fù)合材料論壇
標(biāo)題: 氣相二氧化硅在膠衣樹(shù)脂中的應(yīng)用 [打印本頁(yè)]
作者: gzhls 時(shí)間: 2009-8-27 10:39
標(biāo)題: 氣相二氧化硅在膠衣樹(shù)脂中的應(yīng)用
近年來(lái)隨著玻璃鋼工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)玻璃鋼制品的質(zhì)量和外觀和表面膠衣層提出了更高的要求。膠衣樹(shù)脂是不飽和聚酯中的一個(gè)特殊品種。它起保護(hù)制品，延長(zhǎng)使用壽命的作用，因此應(yīng)具有良好的拉伸強(qiáng)度，抗彎曲性能及耐水、耐熱等性能。
膠衣樹(shù)脂可使用親水型氣相二氧化硅。它具有極小顆粒粒徑（原生顆粒粒徑7－45nm）和極大比表面積（200-380m[sup]2[/sup]/g)。本文主要研究了納米級(jí)二氧化硅、乙二醇對(duì)膠衣樹(shù)脂觸變性及樹(shù)脂澆鑄體力學(xué)性能的影響。
2 試驗(yàn)部分
2．1 實(shí)驗(yàn)用原材料及配方
原材料有福田公司3388#不飽和聚酯樹(shù)脂、德國(guó)德固賽公司 A200及 A380氣相二氧化硅、乙二醇（AR）、道康寧公司有機(jī)硅氧烷分散劑、德謙公司6800消泡劑、過(guò)氧化甲乙酮和環(huán)烷酸鈷。實(shí)驗(yàn)用配方見(jiàn)表1。
表1 實(shí)驗(yàn)用配方
3388#不飽和聚酯樹(shù)脂
| 100份
|
氣相二氧化硅/%
| 2.5-3.5
|
分散劑/%
| 0.2
|
6800消泡劑/%
| 2.0
|
過(guò)氧化甲乙酮/%
| 1
|
環(huán)烷酸鈷（4%）/%
| 1
|
使用納米SiO2的關(guān)鍵是確保其在不飽和聚酯樹(shù)脂中達(dá)到良好的分散，分散越好，則觸變指數(shù)越大，力學(xué)強(qiáng)度越高。分散設(shè)備有超聲均化儀、三輥研磨機(jī)、砂磨機(jī)、膠體磨、高速剪切攪拌機(jī)等。本文首先將氣相二氧化硅、分散劑加入少量的不飽和聚酯樹(shù)脂中用三輥研磨機(jī)制備母體，然后將母體加入樹(shù)脂中經(jīng)高速攪拌稀釋到一定的比例。該工藝分散時(shí)剪切力較大，粘度更高，氣相二氧化硅的分散較好。
2．3 性能檢測(cè)
粘度用美國(guó)Brookfield粘度儀測(cè)量；分散性用JSM－6330F掃描電鏡觀察；拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量和斷裂延伸率按GB2568－1995標(biāo)準(zhǔn)，彎曲強(qiáng)度及模量按GB2570－1995標(biāo)準(zhǔn)在英國(guó) Hounsfieid HT-10萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)量，并測(cè)試了沖擊強(qiáng)度。
3 結(jié)果與討論
3．1 膠衣樹(shù)脂的粘度、觸變性、流變性
本文測(cè)定了A200，A380在不同轉(zhuǎn)速下的粘度。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，粘度降低；加入分散劑，體系粘度降低，流動(dòng)性更好。通過(guò)引入觸變指數(shù)K來(lái)表征觸變性，觸變指數(shù)越大，觸變性越大。觸變指數(shù)是轉(zhuǎn)速為6rpm與60rpm時(shí)的粘度之比。在6rpm的粘度見(jiàn)圖1，通過(guò)計(jì)算其觸變指數(shù)見(jiàn)表2。
表2 不飽和聚酯的觸變指數(shù)
sio[sub]2[/sub]型號(hào)
| 添加量/%
| 觸變指數(shù)K
| 加1%乙二醇觸變指數(shù)K
|
A200
| 2.5
| 3.81
| 4.12
|
A200
| 2.8
| 4.26
| 4.37
|
A200
| 3.0
| 4.31
| 4.60
|
A200
| 3.2
| 4.65
| 4.80
|
A380
| 2.5
| 3.87
| 4.68
|
N20
| 2.5
| 4.32
| 5.53
|
沉淀
| 2.5
| 1.25
|
|
從表2和圖1可見(jiàn)，氣相二氧化硅用量越大，粘度越大，觸變指數(shù)越大。增加氣相二氧化硅用量會(huì)產(chǎn)生較多二氧化硅粒子間的相互作用，因而有較高的表觀粘度；隨著比表面積從200m2／g升到 380m2／g，觸變指數(shù)增加；若在體系中加入乙二醇作為架橋劑，會(huì)加強(qiáng)二氧化硅網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致粘度進(jìn)一步增加。沉淀法二氧化硅的K為1．25，較氣相法的K低許多，這也說(shuō)明了在膠衣樹(shù)脂中用沉淀法二氧化硅不適合。
圖I Si02添加量對(duì)粘度的影響
圖2 膠衣樹(shù)脂剪切應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系
膠衣樹(shù)脂粘度和觸變指數(shù)的影響因素比較多，但主要是剪切分散力、攪拌速度、使用溫度及所加填料的表面處理情況。用母體法配制膠衣樹(shù)脂，粘度可增加30－60％，觸變性會(huì)更大。膠衣樹(shù)脂剪切應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系見(jiàn)圖 2。從圖2可見(jiàn)，不加二氧化硅的膠衣樹(shù)脂的剪切應(yīng)力與剪切速率呈一次函數(shù)關(guān)系，加了二氧化硅后膠衣樹(shù)脂變?yōu)榧偎苄粤黧w。
3．2 膠衣樹(shù)脂澆鑄體的機(jī)械性能
按GB 2567－1995制備膠衣樹(shù)脂澆鑄體試驗(yàn)樣條，測(cè)定了加乙二醇前后的拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量、斷裂延伸率、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表3。
表3 膠衣樹(shù)脂力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
sio[sub]2[/sub]添加量/%
| 拉伸強(qiáng)度/MPa
| 拉伸彈性模量/MPa
| 斷裂延伸率/%
| 彎曲強(qiáng)度/MPa
| 彎曲模量/MPa
| 沖擊強(qiáng)度/kj·m[sup]-2[/sup]
|
空白
| 60.7
| 2148
| 12.2
| 77.2
| 2096
| 8.7
|
A200 2.5
| 69.2
| 3130
| 10.5
| 81.3
| 2320
| 12.2
|
A200 2.8
| 72.2
| 3517
| 12.6
| 96.4
| 2612
| 19.7
|
A380 2.5
| 64.4
| 2849
| 9.0
| 83.9
| 1759
| 9.8
|
N20 2.5
| 73.1
| 3157
| 12.8
| 85.8
| 2738
| 15.7
|
從表3可見(jiàn)，加氣相二氧化硅后，力學(xué)性能大大改善，尤其以添加量為2．5％的 N20和添加量為2.8％的 A200最顯著。與不加sio2相比較，拉伸強(qiáng)度可提高18．9％，拉伸彈性模量60％以上，彎曲強(qiáng)度及模量可提高 25％，沖擊強(qiáng)度提高125％。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于氣相二氧化硅的表面存在硅氧烷和羥基官能團(tuán)，在一定條件下能形成氫鍵。當(dāng)二氧化硅在不飽和聚酯中分散時(shí)，聚集體相互作用組成一種中間“鏈”結(jié)構(gòu)。最終，在樹(shù)脂靜止時(shí)足夠的相互作用形成期望的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故使添加納米sio2的樹(shù)脂材料強(qiáng)度、韌性、延展性均大大提高，即表現(xiàn)在拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等性能的提高。
德國(guó)贏創(chuàng)德固賽（EVONIK-DEGUSSA ）、德國(guó)瓦克（WACKER） 、美國(guó)卡博特（CABOT） 、日本德山（TOKUYAMA）氣相二氧化硅和羅地亞沉淀法二氧化硅，以及各種有機(jī)硅等化工原料的代理及經(jīng)銷(xiāo)。
應(yīng)用領(lǐng)域：涂料、油漆、油墨、電池、墨粉、醫(yī)藥、食品、塑料、造紙、化妝品、硅橡膠、膠粘劑、密封膠、消泡劑、復(fù)合材料、電纜凝膠、電纜絕緣膠、膠體蓄電池、陶瓷色釉料、工業(yè)潤(rùn)滑油品、合成潤(rùn)滑油脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、層狀樹(shù)脂和膠衣、植物保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。
特點(diǎn)：液體系統(tǒng)、粘合劑、聚合物等的流變性與觸變性控制。用作防沉、增稠、防流掛的助劑。HCR與RTV-2K硅酮橡膠的補(bǔ)強(qiáng)。可用來(lái)調(diào)節(jié)自由流動(dòng)和作為抗結(jié)塊劑來(lái)改善粉末性質(zhì)。等等
一、氣相法二氧化硅
贏創(chuàng)德固賽(DEGUSSA)
親水性：A150、A200、A200HV、A200V、A300、A380
疏水性：R104、R106、R202、R972、R974、R805、R812、R812S、R8200
日本德山(TOKUYAMA)
親水性：QS-102、QS-20LS、QS-30、QS-40
疏水性：DM-10
德國(guó)瓦克(WACKER)
親水性：V15、N20、T40
疏水性：H15、H18、H20
美國(guó)卡博特(CABOT)
親水性：LM-150、M-5
疏水性：TS-530、TS-610、TS-720
韓國(guó)東洋制鐵朱式會(huì)社 親水性：K150 K200
二、沉淀法二氧化硅：HL20、HL30、LP、928、Z142
SIPERNAT系列：
親水性：22、22LS、22S、35、50、50S、67、101M、120、160、160PQ、200、303、304N、306、310、312AM、312BM、320、320DS、322、325C、350、360、383DS、500LS、514、570、609、612、700、1120、2200、BG-2、FPS-5
疏水性：D10、D11、D13、D17
三、氣相法三氧化二鋁：Alu C、C805
四、氣相法二氧化鈦：P25、NKT90、T805、PF2
高先生 13632355684
QQ：531659404
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作者: sino 時(shí)間: 2009-10-22 12:17
lz的膠衣光澤度好不？和噴漆相比怎么樣？
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