AEROSIL 氣相二氧化硅 在膠衣樹(shù)脂中的應(yīng)用

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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

注：A200，A380比表面積分別為200、380m2／g。

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。

贏創(chuàng)-德固賽(Evonik Degussa )氣相二氧化硅/白碳黑中國(guó)華南地區(qū)指定代理商
氣相法二氧化硅：(DEGUSSA)
親水性：AEROSIL: A150    A200   A300   A380
疏水性：AEROSIL: R972    R974   R202   R805   R812   R812S   R104   R106   AEROSIL: R8200   R816    R709   R711   R7200
金屬氧化物：
Aluminium Oxide C (氣相三氧化二鋁)
TitaniumDioxide P25 (氣相二氧化鈦)
沉淀二氧化硅：法國(guó)羅地亞Z142 HL20  HL30
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