1. 引言

不饱和聚酯树脂（Unsaturated Polyester Resin, UPR）是热固性复合材料中用量最大的基体树脂之一，广泛应用于玻璃钢（FRP）、SMC/BMC模压料、胶衣及工艺品等领域。UP8系列高性能不饱和聚酯树脂色浆是东莞市蒂森新材料有限公司针对UPR体系开发的专用着色产品，采用高性能有机/无机颜料，不含钙粉、滑石粉等填充料，对标英国LR（Lloyd's Register）船用材料标准，不含苯乙烯单体，属非危险品。本文从颜料分散热力学与动力学、UPR固化体系相容性、苯乙烯-free体系着色稳定性三个层面，系统阐述UP8色浆的技术原理与分散机理。

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图1 UP8系列不饱和聚酯树脂色浆多色产品色卡

2. 技术特点与作用机理

不饱和聚酯树脂色浆是指以不饱和聚酯树脂或相容型低聚物为载体，将高性能颜料通过超分散剂锚固-溶剂化链段协同稳定，制备成高颜料含量、低粘度的预分散体，可直接添加入UPR基体中实现均匀着色。UP8系列的核心技术特点如下：

2.1 颜料分散的热力学与动力学机理

颜料在UPR中的分散过程遵循"润湿-破碎-稳定"三阶段模型。润湿阶段的驱动力为颜料表面与树脂载体间的界面张力差，DLVO理论指出当颗粒间距小于10 nm时范德华吸引力占主导，需通过分散剂提供空间位阻或静电斥力克服团聚。J Appl Polym Sci 2025（DOI:10.1002/app.56144）报道了PEG化部分水解聚(N-乙烯基酰胺)作为炭黑分散剂的研究，证实锚固基团与颜料表面的氢键/π-π相互作用是实现稳定吸附的关键，溶剂化链段在介质中伸展提供空间位阻，有效粒径可降至80-150 nm。

UP8系列采用聚氨酯型超分散剂，锚固端为含芳环/胺基的极性基团，可与有机颜料（如酞菁蓝、喹吖啶酮）表面形成π-π堆积和氢键吸附；溶剂化端为与UPR相容的聚酯/聚醚链段，在苯乙烯或丙烯酸酯活性稀释剂中充分伸展，提供5-20 nm的空间位阻层。

2.2 UPR固化体系的相容性机理

UPR固化为自由基共聚反应，不饱和聚酯链中的马来酸/富马酸双键与苯乙烯（或替代活性单体）发生交联。色浆载体若与UPR相容性不足，会在固化过程中发生相分离，导致浮色、发花或表面缺陷。RSC Adv 2025（15,44517-44525, DOI:10.1039/d5ra07498c）关于SDBS+聚丙烯酸酯三元共聚物改性石墨烯分散的研究表明，分散剂链段与基体树脂的溶解度参数（Hansen solubility parameter）匹配度决定了长期分散稳定性，Δδ值小于2.0 MPa^0.5时可实现热力学相容。

UP8色浆载体的溶解度参数经设计控制在18-20 MPa^0.5范围，与通用邻苯型UPR（δ≈19.5 MPa^0.5）高度匹配，确保在固化前不发生絮凝，固化后颜料颗粒均匀分布于交联网络中。

2.3 无苯乙烯体系的着色稳定性

传统UPR以苯乙烯为活性稀释剂（含量30-40%），但苯乙烯属易燃危险品且VOC排放受限。UP8系列不含苯乙烯，采用甲基丙烯酸酯类或乙烯基甲苯替代单体。ACS Appl Polym Mater 2026（8(6),4573-4586, DOI:10.1021/acsapm.6c00349）提出的软核硬壳梯度共聚物封装颜料策略，为无溶剂体系中颜料的稳定分散提供了新思路：核层为高Tg聚合物提供颜料锚固，壳层为低Tg相容链段适配基体，梯度结构消除了核壳界面的相分离应力。

2.4 关键技术指标对比

3. 应用案例一：玻璃钢手糊工艺着色

在玻璃钢船艇、储罐等手糊成型工艺中，UP8色浆按树脂量的2-5%添加至邻苯型或间苯型UPR中，搅拌均匀后即可使用。由于色浆不含填充料，不会影响树脂的凝胶时间和固化放热峰，制品表面光泽度可达90°以上（GB/T 9754-2007，60°角）。某游艇制造企业使用UP8酞青蓝色浆后，船体胶衣层颜色均匀度ΔE≤1.0，较传统色浆降低60%。

图2 玻璃钢手糊成型工艺生产现场

4. 应用案例二：SMC/BMC模压料着色

SMC（片状模塑料）和BMC（团状模塑料）中，UP8色浆直接添加至树脂糊中，与低收缩添加剂、固化剂、填料混合后浸渍玻璃纤维。由于UP8色浆颜料含量高、无填充料，添加量仅为传统色浆的50-60%即可达到相同着色深度，减少了对树脂糊粘度和玻纤浸润性的影响。模压制品表面无流痕、无颜色迁移，热变形温度（HDT）保持在200-260℃（GB/T 1634.2-2019）。

图3 着色后的BMC团状模塑料原料

5. 应用案例三：高性能胶衣着色

胶衣是玻璃钢制品的表面保护层，对着色均匀性和耐候性要求极高。UP8色浆在胶衣树脂中添加量为3-8%，喷涂后膜厚0.4-0.6 mm。采用间苯/新戊二醇型胶衣树脂配合UP8耐候颜料色浆，经QUV老化1000小时后失光率≤5%，粉化等级0级（GB/T 1766-2008）。

图4 玻璃钢船艇胶衣喷涂施工

6. 关键选型参数与使用建议

使用前建议按GB/T 1724-1979检测细度，按GB/T 1725-2007检测固含量；不同批次UPR混合使用时需做相容性小样测试。更多技术资料请访问蒂森官网。

7. 结论

UP8系列高性能不饱和聚酯树脂色浆通过超分散剂锚固-溶剂化协同稳定机制、与UPR溶解度参数匹配的载体设计以及无苯乙烯非危险品配方，实现了高颜料含量、优异分散稳定性和广泛工艺适配性，是玻璃钢、SMC/BMC、胶衣及工艺品等UPR制品的理想着色方案。

8. 常见问题（FAQ）

Q1：UP8色浆为什么不含苯乙烯？是否影响固化？
A：UP8采用甲基丙烯酸酯类活性单体替代苯乙烯，属非危险品，运输储存更安全。该单体可参与UPR自由基固化，不影响交联密度，固化物力学性能与苯乙烯体系相当。

Q2：UP8色浆添加量过高会导致什么问题？
A：添加量超过10%时，过量分散剂可能干扰固化反应，导致凝胶时间延长、制品表面发粘或力学性能下降。建议在推荐范围内使用，深色可通过选用高着色力颜料实现。

Q3：UP8色浆在冬季低温下粘度增大如何处理？
A：UP8色浆建议储存温度5-35℃。冬季使用前可置于20-25℃环境中恒温24小时，或温水浴（≤40℃）加热后充分搅拌，不可直接高温加热以免破坏分散剂结构。

Q4：UP8色浆与其他品牌UPR是否都相容？
A：UP8与通用邻苯型、间苯型、乙烯基酯型UPR均有良好相容性。但对特殊改性UPR（如含大量内脱模剂、阻燃剂的体系），建议先做5%添加量的小样测试，观察24小时无絮凝、无浮色后再批量使用。