试验结果在聚酯凝胶涂层| PCI杂志 - 188bet搏金宝,188金宝搏bet官网

表1 /成分

mineral-reinforced塑料的新类,称为纳米复合材料,产生了很多令人兴奋的技术世界。1纳米复合材料是一种聚合物系统包含一个无机粒子的一维纳米range.2

一种蒙脱石,蒙脱石,可以吸收的20 - 30倍体积的水,是塑料行业特别感兴趣的。这是一个2:1分层结构;一层铝正八面体夹在两层硅四面体。每个分层表略低于一个纳米,或10吗?,表面维度扩展到大约一微米(1000纳米)。方面比率接近1000,粘土的表面面积在750平方米/克。由于同形替换八面体的镁和铁铝层,缺乏一定的电荷发生在板表面。这通常由钠离子和钙离子满意。在其自然状态,当水分在8 - 10 wt %,床单堆叠在彼此(由于表面的吸引力),和纸张之间的间距,称为画廊,通常3-5A。额外的水分子可以很容易地进入与钠阳离子结构和协调,并扩大表之间的距离。

试验准备

的第一步准备试验结果是净化技术(99%)的矿物(粘土)。第二个是修改矿物的表面,使其符合特定的树脂系统(热塑性塑料和热固性材料),因为矿物一般是亲水的,因此,相对不兼容的树脂。

这个阶段非常类似于治疗与耦合剂(硅烷)玻璃纤维加固,以确保一个完美的兼容性,甚至化学粘合树脂他们旨在加强。

粘土的最受欢迎的表面处理是使用有机铵阳离子可交换的无机阳离子现有硅酸盐表面。表面处理降低了粒子与粒子之间的吸引力,促进扩大20以上的画廊。治疗粘土,现在亲有机物质的表面,然后可以随时会被纳入树脂矩阵。在这个距离粒子可以进一步通过吸附作用的单体分离成画廊聚合或之前,对于高分子,通过使用剪力使用挤压混合者。虽然初始交付期间约5微米粒径分散在树脂矩阵,粘土分解并达到所需的nanometric维度。

表2 /凝胶涂层混合粘度、学校

还有其他的方法修改蒙脱石粘土表面:

一个)。夹层,当钠离子表面上,利用偶极子诱导的背面的钠试图中和电荷不足八面体的层。钠反应的诱导部分正电荷部分负电荷在功能性单体或聚合物组。这些官能团有负偶极矩包括醇类、羰基、酯类、有机胺类、醚类(聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯,等等)。3根据使用的有机分子(或intercalant), intercalant形成一个独特的和离散复粘土表面,称为纳米级(化学改良试验)。

b。)耦合剂,使用organo-functional硅烷处理。4在这种情况下,硅烷反应与硅醇团体中分层粘土,主要定位在粘土层的边缘。

完全分散的nanomers树脂矩阵被称为表皮脱落,结果是一个纳米复合材料产品。完全剥落,可用的最大表面积是粘土和聚合物之间的相互作用,和聚合物基本上是饱和也许5 wt %。

商业可用性对聚合物纳米复合材料最初仅限于大多聚酰胺聚合物和热塑性塑料。然而,研究用于环氧树脂和聚酯。2,5 - 6纳米复合材料显示组合比例的放大效应和纳米尺度的大小,与传统的复合材料不可用。particle-molecule交互创建一个限制区域的粒子表面,固定一个更大的部分树脂矩阵(例如在尼龙树脂系统,限制地区超过60%的总矩阵)。

即使在低浓度的试验,断裂能量翻了一倍,杨氏模量和热变形温度都大幅增加,和流变特性修改。透气性和液体吸收率极大降低。5,7 - 9其他好处包括火/烟控制属性,优越的屏障属性对紫外线,水和氧气渗透和收缩control.10

表3 /凝胶涂层混合反应

实验

通常使用在任何树脂填料系统的挑战可能是高粘度的增稠效果的微小粒子的大小。上面描述的所有信息使我们相信,然而试验结果可能在聚酯凝胶涂层找到有趣的应用程序,由于独特的粒子的维度。

凝胶涂层复合材料的重要组成部分,良好的性能的原因。11通常他们是特殊配方与触变胶,聚酯树脂催化剂、填料、颜料和其他添加剂传授所需的过程和性能对整个复合属性。从加工的角度来看,凝胶涂层的主要属性的方式材料流和打劫,可能在一个垂直的模具表面。12这两个效应似乎是相互排斥的,大多数涂料必须制定的流变学充分满足这两个要求。

气相法白炭黑,每克面积约200平方米,是最常见的添加剂用作触变胶,并提供所需的膜厚度,决定了粘度和提高nonsag,以及注入凝胶涂层的特性。广泛的调查描述气相法白炭黑在复合树脂的流变行为和凝胶涂层,气相法白炭黑的触变效果是解释为一个交互的硅醇组通过氢键形成三维链结构,提供了增加粘度。13,假定气相法白炭黑的熔融粒子链同时负责一般凝胶涂层性能。在凝胶涂层的混合,形成的剪切力分解矩阵,从而降低粘度,但改革的氢键发生破坏时的剪切力。酸值和羟值也产生巨大影响的流变行为熏二氧化硅凝胶涂层。

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修改后的丙烯酸酯凝胶涂层树脂和通用(即。为核心,传统)不饱和聚酯树脂被用于这项研究。试验结果是一个最高正价离子montmorillonite.14修改

凝胶涂层(F)和核心混合配方如表1所示用phr表示(纯树脂的重量部分每100部分)。这些配方和混合条件不一定反映实际需求树脂混合。

表4 /煮水测试

过程

所有树脂混合组件被分散了20分钟搅拌叶片直径50毫米。剪切速率为7.8米/秒(3000 rpm),如果不是另有规定。所有组件都加在一起的混合容器,在同等条件下。使用相同的单一成分在所有核心板。

膜厚度0.3毫米的凝胶涂层是写在水平表面,然后semi-cured对流炉型在126.7 ?C 20分钟。平坦的玻璃钢面板结构(每平方米1500克总重量和1.37毫米厚)然后使用上述凝胶涂层和核心,共同打造25 w %总玻璃含量。整个构图是治愈对流炉型在126.7 ?C 25分钟。

凝胶涂层树脂混合的反应是评估通过测量材料的凝胶时间和温升50克100毫升玻璃烧杯。测试是在水浴进行82.2 ? C。在这一点上树脂达到37.8 ?C组随着时间等于零。

凝胶涂层的光泽测量的玻璃钢面板在60岁吗?与Byk-Gardner micro-TRI-gloss仪器,按照ASTM D 523 - 85标准。之间的差异(“d”光泽)初始和最终(暴露后)光泽。

面板的颜色在凝胶涂层方面测量Dataflash 100色度计Datacolor国际。CIE系统L *, *, * b值代表白色,红色和黄色,分别与相应的互补色在每个轴另一端的3 d色彩。颜色变化,德,每次曝露试验后计算。

表5 / Emmaqua曝露试验

以下风化测试进行面板:水煮沸,Emmaqua,氙弧、紫外线和热接触。水沸腾和热接触主要表现的评价凝胶涂层开裂。在所有其他测试,凝胶涂层(接触“天气”)颜色和光泽变化也被评估。

在水中煮沸试验、面板样本放入沸腾的蒸馏水的玻璃容器,曾被允许平衡至少15分钟,并放置在热板保持沸腾。在测试标本必须保持完全浸在水里。一段时间后,样本从水和检查任何表面的变化,如凝胶涂层龟裂或开裂。

Emmaqua测试是一个加速耐候性试验执行在亚利桑那州,太阳辐射的放大了sun-tracking镜设备。总辐射曝光能量280 MJ / m2,按照ASTM G 90 - 94,程序B,被认为是相当于一年的真实自然的户外暴露在亚利桑那州应用在每个面板表面。这个过程有一个标准的喷淋循环提供了一个每小时八分钟喷雾一次白天当操作机器,和一个额外的八分钟喷水9点,12点到3点。标本是安装在一个铝框无靠背的。

氙弧测试暴露了按ASE J1960 / ASTM G 26标准,与阿特拉斯Ci65-A乐器,用下面的连续循环:

40分钟的光

20分钟光+喷雾

60分钟的光

60分钟黑暗+喷雾

总180分钟/周期。

循环条件是:

光暗

37.8环境温度,C 73 3

喷雾温度,? C 45.0 - 40.0

相对湿度,% 50 95

每个小组的总辐射曝光能量样本1281 KJ / m2在波长340纳米。

紫外线照射是执行QUV从Q-Panel加速老化测试仪器有限公司与冷凝和紫外荧光/ ASTM G 53。UV - 313 B灯泡使用凝胶涂层一侧板的周期:4个小时的紫外线在60岁吗?C,紧随其后的是4小时凝结在50摄氏度。

热暴露:两种类型的红外辐射进行测试。在第一个测试中(传统红外),面板样本,凝胶涂层的脸,直接接触到100 W照明灯灯泡位置样本在远处,这样一个表面面板温度137.8 ?C。一段时间后,样品都删除,可以达到25吗?C和检查凝胶涂层开裂。在第二个测试(卤素红外),执行类似的检验样本后暴露于1500 W石英卤素灯泡,这样一个表面面板温度148.9摄氏度。

表6 /氙弧曝露试验

结果与讨论

表2总结了流变凝胶涂层混合的结果。

比较两个“B”和“C”和“D”和“E”很明显,试验结果不生成相同的触变指数作为气相法白炭黑。这可能是由于缺乏粒子链的试验系统。然而执行其他类型或不同的加载试验结果可能不同。同时,对于一些凝胶涂层工艺条件这种新型的触变行为对于某些工业应用可能是令人满意的。

凝胶涂层系统“D”是用于制造控制面板。表3说明了混合凝胶涂层的反应活性。

使用相同的催化剂体系的控制(凝胶涂层“D”),表面处理的试验结果在系统“E”作为交联催化剂。作为一个直接结果,胶凝时间和温度是显著降低;反应放热反应开始前,但其温度在某种程度上减少了。凝胶涂层的反应,因此调整减少催化剂水平(系统“F”)为了更好的匹配控制。这种调整进行了理论和实践两方面的原因。一方面,为了这个研究,我们不想要的变化反应发挥重要作用在面板性能(这是正常的不饱和聚酯树脂)。等处理的原因,另一方面,活性树脂系统会影响凝胶涂层的贮存期。可以看到,系统的温升“F”仍较低,表明聚合物和交联度较低,因此,低于预期的性能。然而,纳米复合材料面板生产后者制定和评估与控制,有一个更好的整体性能。水沸腾试验结果如表4所示。

煮一个小时后,控制显示50表面裂缝。纳米复合材料面板的曝光是停止持续沸腾的四个小时后,没有任何凝胶涂层开裂。这优越的性能是由试验结果的存在在凝胶涂层表面保护屏障。Emmaqua曝露试验的结果展示在表5。

表7 /紫外线测试,德

很大的不同系统之间由这个测试显示:纳米复合材料约有25%更好的颜色稳定性(不变色)和保光性比控制约40%。在这个特殊的测试程序,“风化”的主要原因是紫外线辐射,其次是热量和湿气,导致一个白色,干燥,似粉笔的存款退化的材料,形成外观面板表面的灰尘。

这种现象被称为粉化。15也知道负责粉化的化学反应是氧化。16个减少粉化应被视为一个减少氧气渗透在表面肤浅的层面,由于凝胶涂层的试验结果。氙弧接触的结果展示在表6所示。

基于这些结果,系统不再有很大的区别。然而,有一个明显的15%更好的颜色稳定性的纳米复合材料,稍微更好的保光性控制。Emmaqua之间的差异和氙弧测试结果应该在试验条件的差异,即在后者的主要原因“风化”不再是紫外线,但热量和湿气,其次是紫外线辐射。表7展示了QUV测试结果。

表8 /红外曝露试验

在这个测试中,暴露的主要类型是紫外线辐射,其次是水分和遥远的第三,热,结果非常符合Emmaqua结果:纳米复合材料一直显示一个19 - 27%比控制更好的颜色稳定性。由于所选的测试条件,这个过程并不提供一个光泽变化的暴露水平。粉化将成为可见的在上面QUV过程只有几百个小时的曝光之后,但在这个更高层次,色彩变化过于极端关联到现实生活中的户外曝晒。表8显示了红外热暴露实验的结果。

在第一个测试中,控制面板裂缝的25分钟后当暴露在传统红外曝光,而纳米复合材料(F)暴露了整整7个小时而不开裂。在第二个测试中,25凝胶涂层表面的裂缝发展的控制,而纳米复合材料面板没有裂纹后四个小时的卤素灯的曝光。

结论

不饱和聚酯树脂的研究系统,试验结果没有工作有效触变剂的气相法白炭黑(而是作为增稠剂),但可以接受某些凝胶涂层应用程序和/或结合气相法白炭黑。这个试验结果作为一个催化剂催化凝胶涂层树脂、加快胶凝和温升的反应。反应曲线可以被进一步调整,但这并不是这项研究的目的。尽管在凝胶涂层温升较低温度,纳米复合材料面板所有属性测试被证明是比控制。凝胶涂层的热裂纹阻力玻璃钢面板是最令人印象深刻的表现,其次是紫外线辐射下更好的颜色稳定性。

对试验结果的更多信息,联系Lasco复合材料LP 8015 Dixon博士,佛罗伦萨,肯塔基州41042;电话859/371.7720;传真859/371.1913;电子邮件ccapanescu@lascocomposites.com;或圈数133。