玻璃钢(FRP,纤维增强塑料)是不饱和聚酯树脂应用量最大的领域,占UPR总消费量的60%以上。手糊成型(Hand Lay-up)和喷射成型(Spray-up)是玻璃钢制品最传统、应用最广的工艺,约占玻璃钢总产量的40%。UP8系列高性能不饱和聚酯树脂色浆在玻璃钢手糊/喷射工艺中具有添加量低、着色均匀、不影响固化、耐候性好等优势。本文结合船艇、储罐、游乐设备三个典型应用场景,详细阐述UP8色浆的工程应用要点与工艺适配参数。
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图1 玻璃钢手糊成型工艺生产现场
手糊成型是指在涂好脱模剂的模具上,手工铺放玻璃纤维织物,用毛刷或辊筒涂刷混有色浆的UPR树脂,逐层铺层至设计厚度,室温固化后脱模的工艺。喷射成型是用专用喷枪将短切玻璃纤维和混有色浆的UPR树脂同时喷射到模具上,经辊压排气后固化。
UP8色浆在该工艺中的核心技术特点:
低粘度易分散:UP8色浆粘度控制在500-2000 mPa·s(25℃,GB/T 22314-2008),可在300-500 rpm搅拌下3-5分钟均匀分散于UPR中,无需高速分散。
不影响固化窗口:UP8不含钙粉、滑石粉等惰性填充料,不消耗固化剂(过氧化甲乙酮,MEKP),凝胶时间偏差≤±10%,固化放热峰温度偏差≤±5℃。
玻纤浸润性好:色浆载体与UPR相容,不改变树脂的表面张力(约35-40 mN/m),玻璃纤维浸润时间≤30秒。
耐候性优异:采用耐候级颜料,胶衣层或面层经QUV老化1000h后ΔE≤2.0(GB/T 1865-2009)。
| 组分 | 用量(质量份) | 作用 | 技术标准 |
|---|---|---|---|
| 邻苯型UPR(191#) | 100 | 基体树脂 | GB/T 8237-2005 |
| UP8色浆 | 2-5 | 着色 | 企业标准 |
| MEKP固化剂 | 1.0-2.0 | 引发固化 | 活性氧含量≥8.9% |
| 环烷酸钴促进剂 | 0.5-2.0 | 促进固化 | 钴含量≥6% |
| 玻璃纤维布(0.4mm) | 按需铺层 | 增强 | GB/T 18370-2001 |
某华南地区游艇制造企业,生产6-12米休闲游艇,原采用无色UPR+颜料粉手工调色,存在颜色批次差异大(ΔE=3-5)、颜料分散不良导致表面斑点等问题。改用UP8酞青蓝、钛白色浆后:
颜色批次稳定性提升:ΔE≤1.0(分光测色仪,D65光源,GB/T 11186.2-1989)
船体胶衣层光泽度:≥90 GU(60°,GB/T 9754-2007)
生产效率提升:调色时间从40分钟/批次降至8分钟/批次
添加量:胶衣层5-8%,结构层2-3%
施工参数:环境温度20-30℃,相对湿度≤75%,凝胶时间30-45分钟,脱模时间4-6小时。
图2 玻璃钢船艇胶衣喷涂施工现场
某化工设备企业生产直径2-5米立式玻璃钢储罐,用于储存酸碱溶液。原用普通色浆存在耐化学性不足、长期使用后颜色迁移等问题。采用UP8耐化学型色浆(酞青蓝、氧化铁红)后:
耐5% HCl浸泡30天:无变色、无起泡(GB/T 1763-1979)
耐5% NaOH浸泡30天:无变色、无分层
储罐内壁富树脂层厚度:≥2.5 mm
色浆添加量:内壁耐蚀层3-4%,结构层1-2%
关键工艺:内衬层采用表面毡+短切毡,树脂含量≥75%;结构层采用方格布,树脂含量50-60%;色浆需在加入固化剂前与树脂预混均匀。
图3 FRP储罐胶衣喷涂施工
某水上乐园设备制造商生产彩色滑梯、漂流河等设施,要求色彩鲜艳、耐紫外线、耐氯水浸泡。采用UP8鲜艳色浆(大红、柠檬黄、酞青绿)配合间苯/新戊二醇型UPR:
耐人工气候老化1000h:ΔE≤2.5,失光率≤10%(GB/T 1865-2009)
耐含氯水(500 ppm有效氯)浸泡30天:无变色、无鼓泡
制品表面巴氏硬度:≥40(GB/T 3854-2005)
色浆添加量:胶衣层6-10%,结构层2-4%
注意事项:水上乐园设备长期户外使用,建议面层采用间苯/新戊二醇型胶衣树脂+UP8耐候色浆,避免使用偶氮类有机颜料(耐候性不足)。
| 工艺参数 | 手糊成型 | 喷射成型 | 测试/控制标准 |
|---|---|---|---|
| 树脂粘度(涂4杯) | 15-30 s | 12-20 s | GB/T 1723-1993 |
| 色浆添加量 | 2-8% | 2-6% | 按颜色深度调整 |
| 凝胶时间(25℃) | 30-60 min | 20-40 min | GB/T 7193.6-1987 |
| 固化放热峰 | 120-160℃ | 130-170℃ | GB/T 7193.5-1987 |
| 环境温度 | 15-35℃ | 15-35℃ | 低于15℃需加热 |
| 环境湿度 | ≤75% | ≤70% | 过高影响固化 |
| 玻纤含量 | 30-50% | 25-40% | GB/T 2577-2005 |
使用建议:①色浆与树脂预混后应在30分钟内用完(加入固化剂后);②深色制品建议先做小样确认颜色;③喷射成型需定期检查喷枪纤维/树脂比例(通常为1:1至1:1.5);④更多工艺参数请咨询东莞市蒂森新材料有限公司技术部门。
UP8系列色浆在玻璃钢手糊/喷射工艺中表现出优异的分散性、固化兼容性和耐候耐化学性,可有效提升制品颜色一致性和生产效率,适用于船艇、储罐、游乐设备等各类玻璃钢制品的着色需求。
Q1:手糊时色浆搅拌不均匀出现条纹怎么办?
A:建议先将色浆与树脂按比例预混,用搅拌器300-500 rpm搅拌3-5分钟至颜色均匀,再加入促进剂搅拌1分钟,最后加固化剂搅拌1分钟。避免直接将色浆倒入已加固化剂的树脂中。
Q2:喷射成型时颜色偏浅是什么原因?
A:可能原因:①喷枪树脂/纤维比例失调,纤维含量过高稀释了颜色;②色浆添加量不足;③树脂粘度偏低导致色浆沉降。建议检查喷枪比例,适当提高色浆添加量1-2%。
Q3:冬季手糊固化慢、颜色发暗如何处理?
A:冬季环境温度低于15℃时,树脂粘度增大、固化反应减慢。建议将树脂和色浆预热至20-25℃,适当增加促进剂用量0.2-0.5%,或采用低温固化剂(如过氧化苯甲酰BPO+叔胺体系)。
Q4:玻璃钢制品表面出现颜色迁移(渗色)怎么办?
A:颜色迁移通常是颜料耐溶剂性不足或色浆载体与UPR不相容导致。UP8色浆采用耐溶剂等级≥4级的颜料(GB/T 5211.5-2008),正常使用不会渗色。若出现渗色,建议检查是否使用了回收溶剂或 incompatible 的内脱模剂。