SEP系列环氧树脂色浆在FRP复合材料与环氧地坪涂料中的应用实践,核心在于为热固性环氧体系提供色彩一致性、施工操作性和长期耐候性的综合平衡方案。东莞市蒂森新材料有限公司针对手糊成型、拉挤成型和地坪施工等不同工艺场景,开发了黏度适配、固化兼容的SEP色浆系列,使复合材料制品和地坪涂层在批量生产中保持稳定色相。本文从FRP制品着色和地坪涂料调色两个维度,结合工程实例给出可落地的工艺参数和选型依据。
FRP用环氧色浆是指以环氧树脂为载体、耐候性颜料为着色剂的高浓度分散体,适用于手糊、拉挤、缠绕等玻璃钢成型工艺。与邻苯型不饱和聚酯色浆不同,环氧型色浆的基料为双酚A环氧树脂,与环氧基体化学相容,不会析出或影响固化。
环氧地坪色浆是指用于环氧自流平、环氧薄涂和环氧砂浆地坪面漆调色的浓缩色膏,要求与胺类固化剂(聚酰胺、脂环胺)体系相容,且在镘刀施工时不浮色、不发花。
色浆在FRP和地坪中的作用机理包括:颜料颗粒均匀分散于树脂基体中,通过光吸收和散射提供色彩;超分散剂保证颜料在树脂中的长期悬浮稳定;色浆不参与固化反应,仅作为功能性添加剂存在。在拉挤工艺中,色浆需在树脂胶槽中保持低黏度和均匀分散,随树脂浸渍玻纤后一同在模具内固化成型。
环氧体系与不饱和聚酯体系在着色上的差异是指:不饱和聚酯树脂苯乙烯含量高,溶剂化能力强,色浆分散相对容易;环氧树脂极性强、黏度高,颜料润湿需要更强的锚固基团。SEP系列针对环氧树脂的极性特点,选用多胺基锚固基团的超分散剂,使颜料在高黏度环氧体系中仍能快速润湿并分散。此外,环氧体系固化收缩率低(约2–4%),着色后尺寸稳定性优于不饱和聚酯制品,这对精密拉挤型材的公差控制有利。
某玻璃钢型材厂生产环氧拉挤方管和圆管,用于化工厂操作平台、电缆桥架和防腐格栅。原工艺使用色粉直接加入树脂胶槽,存在色差大、颜料沉降堵纱、型材表面色差条纹等问题。改用SEP系列环氧色浆后,工艺参数如下:色浆在树脂胶槽中添加量为2.0–3.0%(白色、灰色)或1.0–1.5%(黑色),胶槽温度控制在25–30°C,树脂黏度200–400 mPa·s;拉挤速度0.4–0.8 m/min,模具温度140–160°C。
验证结果:型材外观颜色均匀,无纵向色差条纹;弯曲强度≥400 MPa(GB/T 1449-2005);巴氏硬度≥40(GB/T 3854-2017);耐酸性(20% H₂SO₄浸泡168 h,GB/T 3857-2017)无变色无起泡;色差值ΔE≤1.5(与标准色板对比)。
拉挤工艺中色浆的另一关键控制点是胶槽液位和温度。胶槽液位过低时,色浆容易在槽底沉积形成色浆富集层,导致首批通过的型材颜色偏深;液位过高则可能溢边。建议每4小时清理一次胶槽底部,并通过在线色差仪(GB/T 11186.2-1989)实时监控型材表面颜色,偏差超过ΔE=2.0时及时调整色浆补加量。
图1 彩色玻璃钢拉挤方管型材,色彩均匀表面光洁
图2 彩色玻璃钢拉挤圆管型材,含仿木纹装饰色
在船艇、冷却塔和防腐风管的手糊成型工艺中,胶衣层是决定制品外观和耐候性的关键层。某玻璃钢船厂在船体外覆胶衣中加入SEP白色和蓝色色浆,胶衣树脂为间苯型环氧改性胶衣,色浆添加量为胶衣树脂的3.0–5.0%。手糊工艺为:先喷胶衣层(厚度0.5–0.8 mm),凝胶后铺覆玻纤布和环氧树脂,三层铺层后室温固化24 h。
工艺要点:色浆在胶衣树脂中低速搅拌(300 rpm×5 min)均匀后即可喷涂,喷涂压力0.4–0.6 MPa;避免高速搅拌带入气泡。验证结果:胶衣层表面光泽度(60°)≥90 GU(ISO 2813:2014);耐人工气候老化(GB/T 1865-2009)1000 h后失光率≤20%,无变色;胶衣与玻璃钢底层附着力1级(GB/T 5210-2006,拉开法)。
图3 玻璃钢船艇手糊成型作业现场
在工业厂房环氧自流平地坪施工中,面漆颜色直接影响车间整体环境和5S管理。某机械加工车间面积约2000 m²,采用绿色环氧自流平地坪(厚度2 mm)。面漆配方为:环氧底漆封闭1道→中涂砂浆刮涂1道→环氧腻子1道→自流平面漆镘涂1道。色浆在面漆中的添加量为2.5%(绿色,酞菁绿系),与面漆A组分预分散后加入固化剂,熟化10 min后镘涂。
施工参数:基面含水率≤8%(GB/T 22906.10-2008);施工温度15–30°C,相对湿度≤75%;面漆用量0.8–1.0 kg/m²;镘涂后消泡滚筒轻滚消泡;表干时间8 h(25°C),完全固化7 d。验收指标:表面平整光洁,无气泡、无刷痕;抗压强度≥80 MPa(GB/T 17671-2021);耐磨性(Taber磨耗,CS-17轮,1 kg/1000转)≤50 mg(GB/T 1768-2006);铅笔硬度≥2H(GB/T 6739-2006)。
在环氧地坪施工中,色浆的批次稳定性直接影响大面积地坪的颜色一致性。该项目共施工2000 m²,分5个工作日完成,每批面漆均从同一批次SEP色浆中取样调配,实测全场地坪色差ΔE≤1.8,无明显接茬。施工期间某日环境温度从28°C降至18°C,面漆黏度从900 mPa·s升至1500 mPa·s,但色浆分散状态未受影响,流平性通过延长消泡滚筒滚动次数予以补偿。
图4 绿色环氧自流平工业地坪,巡检通道标识清晰
图5 施工人员正在进行环氧自流平地坪镘涂作业
图6 灰色环氧自流平地坪成品效果,表面高光反射均匀
FRP与地坪用SEP色浆的选型需根据成型工艺和使用环境确定颜料类型和添加量。下表列出核心参数及测试标准。
| 应用场景 | 推荐色浆型号 | 添加量 | 关键性能指标 | 测试标准 |
|---|---|---|---|---|
| FRP拉挤型材 | SEP-W(白)/SEP-BK(黑)/SEP-GY(灰) | 1.5–3.0% | 弯曲强度≥400 MPa;巴氏硬度≥40 | GB/T 1449-2005;GB/T 3854-2017 |
| FRP手糊胶衣 | SEP-W(白)/SEP-BL(蓝) | 3.0–5.0% | 60°光泽≥90 GU;人工老化1000 h失光≤20% | ISO 2813:2014;GB/T 1865-2009 |
| 环氧自流平面漆 | SEP-GN(绿)/SEP-GY(灰)/SEP-BL(蓝) | 2.0–3.0% | 抗压强度≥80 MPa;铅笔硬度≥2H | GB/T 17671-2021;GB/T 6739-2006 |
| 环氧薄涂地坪 | SEP-GN(绿)/SEP-GY(灰) | 1.5–2.5% | 耐磨性≤50 mg(Taber) | GB/T 1768-2006 |
| 环氧防腐涂料 | SEP-RD(铁红)/SEP-GY(云铁灰) | 2.0–4.0% | 中性盐雾≥720 h无起泡 | GB/T 1771-2007 |
| 色浆细度 | — | — | 刮板细度≤15 μm | GB/T 1724-1979 |
| 色浆黏度(25°C) | — | — | 3000–6000 mPa·s | GB/T 2794-2013 |
| 耐晒性 | — | — | 7–8级 | GB/T 1865-2009 |
| 施工温度范围 | — | — | 15–30°C,湿度≤75% | JGJ/T 235-2011 |
FRP与地坪用色浆的完整色卡和技术规格书,请访问蒂森产品中心查询。
SEP系列环氧色浆在FRP拉挤、手糊胶衣和环氧地坪施工中表现出良好的分散稳定性和色相一致性,添加量1.5–5.0%即可满足不同工艺的着色需求,且不损害复合材料的力学性能和地坪涂层的耐磨、耐候指标。
Q1:拉挤型材为什么会出现纵向色差条纹?
A1:纵向色差条纹通常是色浆在树脂胶槽中分散不均或颜料沉降导致的。建议色浆加入胶槽后持续低速搅拌(60–100 rpm),保持颜料悬浮状态;同时控制胶槽液位稳定,避免干区沉积。色浆细度应≤15 μm(GB/T 1724-1979),防止堵纱。
Q2:环氧地坪施工后颜色发花、斑驳是什么原因?
A2:发花通常由色浆与固化剂混合不充分或镘涂时颜色分离引起。建议色浆先与面漆A组分充分搅拌均匀(5 min),再加入固化剂搅拌3 min,熟化10 min后镘涂。施工温度不宜低于15°C,否则黏度增大导致流平不良。
Q3:FRP胶衣层用色浆和结构层用色浆有区别吗?
A3:有区别。胶衣层要求色浆耐候性好、光泽高,通常选用有机颜料(如酞菁蓝、酞菁绿);结构层对耐候性要求低,可选用廉价无机颜料(如氧化铁红、炭黑)以降低成本。东莞市蒂森新材料有限公司可根据不同层位需求推荐对应型号。
Q4:环氧地坪使用几年后颜色变褪色怎么办?
A4:环氧地坪褪色主要由紫外线照射和化学腐蚀引起。室内地坪通常8–10年不会明显褪色;室外使用需选用耐候型聚氨酯面层。如已褪色,可打磨后重新涂刷面漆。建议选择耐晒等级7–8级的SEP色浆品种(GB/T 1865-2009)。
Q5:如何确认FRP制品的色浆添加量是否准确?
A5:建议采用称重法精确配比:色浆按总树脂量的百分比称量,加入胶槽后搅拌15 min使分散均匀。首批制品完成后,用色差仪与标准色板比对(GB/T 11186.2-1989),Delta E在1.0以内为合格。色差偏大时微调色浆补加量,每次调整幅度不超过0.3%,避免颜色过冲。