助剂
鳞片胶泥涂料常用的助剂有润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、偶联剂等。
(1) 偶联剂
玻璃鳞片具有高极性,易吸水而与树脂粘结不良。玻璃鳞片的表面状态与树脂的润湿能力,将直接影响它们之间的界面状态及其在涂层中的平行排列率。因此,玻璃鳞片需用偶联剂进行处理,使树脂和鳞片界面产生亲和性共价键,既能明显增加玻璃鳞片与树脂之间的黏结力,又能有效地增加涂层的抗渗性,降低了涂层的吸水性。常用的处理剂为有机硅烷偶联剂,但不同的树脂应选择不同分子结构的偶联剂。
(2) 增稠剂(触变剂)
具有很大表面的不溶性添加剂。常用的有高分散性的气相二氧化硅(俗称白炭黑)、膨润土、氢化蓖麻油等。二氧化硅白炭黑分气相法和沉淀法的两大类,气相法的又分亲水型和疏水型的两类,是较早使常用的触变剂。其外观是固体粉末,是球形微粒的集合体,分子上含有羟基基团, 球形颗粒表面有硅醇基,能吸附水分子和极性液体。当白炭黑分散于基料中,相邻球形颗粒之间的硅醇基团,因氢键结合而产生疏松晶格,形成三维网络结构,产生凝胶作用和很高的结构黏度。在受剪切力作用时,因氢键结合很弱,网络结构破坏, 凝胶作用消失,黏度下降。剪切力除去后, 恢复原静止时形状。膨润土外观为粉状物,微观为附聚的黏土薄片堆,黏土薄片两面都附聚有大量的有机长键化合物,经活化后,相邻薄片边缘上的羟基靠水分连接,从而形成触变性网络结构,宏观上则成凝胶状态,使用时需要活化。用作乙烯基酯树脂鳞片胶泥的白炭黑和其它鳞片胶泥使用的亲水性白炭黑不一样,它较多采用疏水型气相二氧化硅,但这并不代表亲水型的气硅不可以使用在乙烯基酯树脂鳞片胶泥里面,适当添加增加体系极性的分子量适中的助剂,是可以使用亲水型白炭黑作为乙烯基酯树脂鳞片胶泥(VER-FC) 的触变剂的。VER-FC 使用较多的是德固赛公司的AEROSIL R202 和卡博特公司的TS- 720.
(3) 消泡剂、防沉剂、浸润剂等
消泡剂、防沉剂、浸润剂等的添加可提高体系的施工操作性能。关于消泡剂、防沉剂、浸润剂的知识,请参见笔者著作《乙烯基酯树脂及其应用》一书中有关“表面活性剂、消泡剂”的介绍。
(4) 填料
可适当添加滑石粉,钙粉,硫酸钡, 氢氧化铝,云母粉等填料。粉料的添加和耐腐蚀介质的不同而不同,还与粉料的密度有关,添加量一般都非常少,仅仅起到辅助填料的作用(主填料还是玻璃鳞片)。填料的添加会降低成本的同时,也降低了鳞片胶泥的耐腐蚀性能。并且添加的量不合适的话,会对施工性能产生影响。不同填料对VER-FC 的耐腐蚀性能的影响请参见著作《乙烯基酯树脂及其应用》中的相关介绍。
(5) 颜料
颜料的选择以不影响最终鳞片胶泥的耐蚀性能为前提,还需要在对应的基体树脂中具有较好的分散性,鳞片胶泥固化后, 不迁移。
(6) 促进剂和固化剂
根据鳞片胶泥采用的基体树脂的不同, 选择对应的促进剂和固化剂,以及对应所需操作作业时间,添加相应合适的量。
鳞片胶泥制造技术
(1) 混料工艺过程
①物料称量;②真空分散;③真空捏合; ④出料。
(2) 鳞片的分散和消泡技术
鳞片衬里要发挥出良好的抗渗性能, 得要有两个先决条件:①鳞片在树脂中均匀分散;②固化后的鳞片衬里均匀致密、气泡少且小、即使有气泡也被鳞片封闭住。
气泡的产生分两种来源:①配料过程中气泡;②施工过程中产生的气泡。(属于施工问题)
配料过程产生的气泡原因:①松散的鳞片、白炭黑、粉料里面存在大量空气; ②搅拌混料时带入的空气。
配料过程中除泡方法:真空搅拌分散。
(3) 配制工艺说明
①先将树脂和鳞片外的物料,真空搅拌混合均匀,再和鳞片混合;②先中低速搅拌,后高速搅拌;③真空结束后,先静置几分钟,再打开放气阀。
(4) 典型配料比
表2 是参考配方一例。
以C 型或ECR 型玻璃为原料制造的再经偶联剂处理的玻璃鳞片、乙烯基酯树脂、白碳黑、浸润剂、消泡剂、无机粉料、色浆、促进剂等为原料,经真空分散而成的胶泥,简称VER-FC,有中温、高温和特高温VER-FC 之分。其在实际应用时的表现形式有:VER-FC 底涂、 VER-FC 中涂、 VER-FC 面涂。VER-FC 的优点有:抗渗、耐酸(不耐含氟酸)、耐腐蚀、耐热、粘结好、耐磨等。VER-FC 的缺陷有:韧性不足、耐热循环不足、耐温骤变不足、耐应力骤变还不完美。VER-FC 的应用方式: 鳞片胶泥衬里、FRP 和胶泥复合使用、砖板衬里及地面工程之勾缝、挤缝和灌缝。VER-FC 材料新方向:柔性纤维改性VER-FC、热塑性低收缩剂改性VER-FC、金属鳞片改性VER-FC 等(待续)。
责任编辑:曾祥伟
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