玻璃鋼用的輔助材料（一）

輔助材料通常包括固化劑、著色劑、填料、低收縮劑、阻燃劑、紫外線(xiàn)吸收劑、脫泡劑7個(gè)方面。輔�？梢愿淖�玻璃鋼的某些性能助。通過(guò)輔助材料的恰當(dāng)使用，整個(gè)FRP產(chǎn)業(yè)會(huì)進(jìn)一步提高水平，輔助材料廠(chǎng)家也會(huì)針對(duì)FRP業(yè)界的要求進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，也不斷提高自己的水平，形成良性循環(huán)。
1　不同成型方法使用的固化劑
1.1　SMC、BMC用固化劑
　　SMC(片狀模塑復(fù)合物)和BMC(團(tuán)狀或散狀模塑復(fù)合物)近年的發(fā)展較快，預(yù)計(jì)今后將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。
　　不飽和聚酯樹(shù)脂的成型溫度一般在120℃～160℃的范圍以?xún)?nèi)。SMC、BMC固化系統(tǒng)選定時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：①?gòu)?fù)合物的儲(chǔ)存壽命；②復(fù)合物在模內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間(片材凝膠時(shí)間)；③固化時(shí)的反應(yīng)性；④成型物中殘存單體的量等。此外，根據(jù)各自的用途還要注意氣味、耐候性、耐熱性等性能。
　　以往，在SMC及BMC中作為標(biāo)準(zhǔn)固化劑主要用TBPB(10h半衰期溫度104℃)，為縮短成型周期之需，BIC-75(10h半衰期溫度97℃)用得越來(lái)越多。
　　較近SMC的用途中有的要求比BIC-75更進(jìn)一步縮短固化周期，但單純地10h半衰期溫度低的固化劑其片材凝膠時(shí)間也縮短，特別是大型成型制品，會(huì)發(fā)生復(fù)合物未充滿(mǎn)整個(gè)模具之前就固化的問(wèn)題。因此，希望有那種片材凝膠時(shí)間不縮短而固化上升加快的固化體系。具有TS戊烷基骨架的過(guò)酯(如KD-1、固化劑R-5、Kaya酯AN等)作為具有這種性能的固化劑體系已經(jīng)上市。影響耐煮沸性能的殘存單體也能減少。
　　BMC的用途有人造大理石浴槽和電氣零件。在電氣零件的用途中，多半用于受熱部位，由于加熱，有時(shí)制品會(huì)發(fā)散臭氣。臭氣固然多由樹(shù)脂組成及填料種類(lèi)所影響，而使用TBPB固化劑苯環(huán)分解生成物也是臭氣發(fā)生的原因。因此，較近使用骨架中不含苯環(huán)、產(chǎn)生臭氣或發(fā)生反應(yīng)味少的固化劑TN-117(t-丁基過(guò)氧化2乙基己基碳酸酯)等，這種減輕臭氣的方法受到重視。
　　在使用已有壓機(jī)縮短周期及使用高速壓機(jī)時(shí)，需要快的固化速度�？梢圆⒂�1成～3成10h半衰期低的固化劑，但這樣一來(lái)復(fù)合物的儲(chǔ)存壽命變短，有時(shí)會(huì)造成儲(chǔ)存中預(yù)凝膠及成型制品外觀(guān)不良。因此有了能延長(zhǎng)儲(chǔ)存壽命而又較小限度延緩固化時(shí)間的LS固化劑上市。
　　LS固化劑有的可防止BMC滯留于注射成型機(jī)螺桿部位時(shí)的凝膠化，還在配合加入碳黑、鐵黑等影響固化劑的添加劑時(shí)對(duì)SMC及BMC有良好效果。
　1.2　RI、RTM用固化劑
　　RI(樹(shù)脂注入)和RTM(樹(shù)脂傳遞模塑)以多品種中批量生產(chǎn)為特征，可以獲得優(yōu)良表面質(zhì)量的成型制品，環(huán)境污染少，成型效率較高，所以在組合浴室及汽車(chē)外裝部件等方面使用較廣。樹(shù)脂以不飽和聚酯樹(shù)脂(UP)為主，也使用乙烯基酯樹(shù)脂及丙烯酸酯樹(shù)脂。固化溫度分為從室溫到60℃左右的常中溫和比此更高的高溫固化。在常中溫下使用的固化劑有過(guò)氧化甲乙酮(MEKPO)/鈷促進(jìn)劑系統(tǒng)及過(guò)氧化乙酰丙酮(AAPO)/鈷促進(jìn)劑系統(tǒng)。MEKPO有H、D、N、S、F5種，特點(diǎn)分別是快速固化型、快速固化低粘度型、標(biāo)準(zhǔn)固化型、慢固化型、用作反應(yīng)性希釋劑，也有著色品種。MEKPO的固化性能隨其用量及促進(jìn)劑種類(lèi)、用量而變化，故適應(yīng)所希望的速度和固化度需要進(jìn)行用量調(diào)整。
　較近，為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，要求固化更快的固化系統(tǒng)，主要使用AAPO以改善冬季作業(yè)性能提出低粘度的AAPO(速固AL)，還有以快速固化為目的的APPO(速固AH)，AL與A相比在保持同等固化性能的同時(shí)有低粘度。
　　速固A、AL、AH都有紅色著色品，這些著色品隨著樹(shù)脂的凝膠化而退色，固化后紅色完全消失，這一特征在閉模成型中可作為脫模時(shí)間的尺度。
　　從經(jīng)濟(jì)側(cè)面要求縮短成型周期，為改善環(huán)境則強(qiáng)烈要求苯乙烯低殘留。為達(dá)此目的，新開(kāi)發(fā)的固化劑(超固101)較合適。有表中對(duì)比數(shù)據(jù)表明，101與A相比凝膠時(shí)間和固化時(shí)間都稍長(zhǎng)，但表面硬度都高。以中等固化條件(固化劑1%，25℃)成型的2 mm厚注型板進(jìn)行表面硬度與苯乙烯殘留量試驗(yàn)，用101的硬度比用A的高(32/22)，苯乙烯殘留量低(剛脫模時(shí)6.2%/7.5%，1天后二者相同為4.1%)。
　　更高溫度下的固化劑選超固204是合適的，其特點(diǎn)是：在40～60℃下與AAPO相比，① 在短時(shí)間內(nèi)可得到高固化度的固化產(chǎn)物，有可能縮短成型周期，② 在低收縮UP中能大幅度改進(jìn)固化程度。對(duì)應(yīng)使用目的，進(jìn)一步可使用AAPO與TBPO的組合或TBPB及THPB與促進(jìn)劑并用的體系。
　　與成型制品高質(zhì)量化要求相對(duì)應(yīng)，較常用的典型丙烯酸酯樹(shù)脂的RTM成型預(yù)計(jì)今后會(huì)發(fā)展。在丙烯酸酯樹(shù)脂的固化中用MEKPO/Co促進(jìn)劑體系時(shí)固化速度慢，所以一般使用BPO的稀釋物/胺類(lèi)促進(jìn)劑。
　　BPO純度40%的糊在消防法中規(guī)定為非危險(xiǎn)品，較近又有使用性更好的非危險(xiǎn)品粉狀BPO稀釋品上市，從而可選擇考慮了固化特性及作業(yè)性都好的固化劑。
1.3　手糊、噴射用固化劑
　　手糊和噴射成型在常溫固化體系下進(jìn)行，基本使用下列固化體系。
　　(1) 過(guò)氧化甲乙酮(MEKPO)/金屬皂
　　速固化型是較一般使用的固化劑，過(guò)氧化物單品用量非常大。為安全起見(jiàn)稀釋到55%，而為適應(yīng)所要求的性能，開(kāi)發(fā)了各種類(lèi)型的固化劑品種。
　　速固化型固化劑的特點(diǎn)是，對(duì)于鄰苯型和間苯型不飽和聚酯樹(shù)脂為得到一定的可使用時(shí)間能夠減慢固化時(shí)間，但對(duì)于乙烯基酯樹(shù)脂則相反地能加速固化。
　　噴射成型用的固化劑已經(jīng)上市，其特點(diǎn)是低溫下有低粘度，冬季在寒冷處也可能進(jìn)行外部混合，粘度的溫度依存性小。還有將濃度稀釋到30%的固化劑SP-30。
　　厚壁制件成型、能降低急劇固化引起的發(fā)熱從而避免撓曲和裂紋的固化劑LH。
　　(2) 過(guò)氧化乙酰丙酮(AAPO)/金屬皂
　　冬季成型溫度低時(shí)，如用通常的MEKPO固化速度慢，可以并用或單獨(dú)使用。作為固化曲線(xiàn)上升的固化劑有40。
　　乙烯基酯樹(shù)脂有時(shí)會(huì)不固化，需注意。
　　(3) 過(guò)氧化苯甲酰(BPO)/芳族叔胺
　　較早使用的常溫固化體系之一。對(duì)于MEKPO/Co固化體系，當(dāng)氯離子存在時(shí)會(huì)與Co形成絡(luò)合物，形成黑斑，故使用BPO/胺體系。
　　純品BPO對(duì)沖擊非常敏感，會(huì)燃燒和爆開(kāi)，危險(xiǎn)性高，無(wú)市場(chǎng)稍售，都以75%以下稀釋的各種形態(tài)上市。
　　BPO/芳族按就是對(duì)含水10%以上的樹(shù)脂也能固化，基于該特點(diǎn)，可在襯里、基礎(chǔ)螺栓等土木建筑領(lǐng)域使用，也適用于混凝土襯里、聚合物混凝土等方面。
　　較近有使用BPO衍生物的液態(tài)類(lèi)型的制品，但需要冷藏，要注意安全使用。
　　(4) 過(guò)氧化氫異丙苯(CHP)/金屬皂/胺
　　用于乙烯基酯樹(shù)脂。發(fā)熱低，可得到柔軟的固化產(chǎn)物。用MEKPO有發(fā)泡現(xiàn)象，作業(yè)性差，殘留單體量多，故使用以過(guò)氧化異丙苯為基礎(chǔ)的固化劑328E及固化劑328EM等的混合物。還有低發(fā)熱固化快的R-329A上市。
1.4　乙烯基酯樹(shù)脂用固化劑
　　乙烯基酯樹(shù)脂是有代表性的耐腐蝕樹(shù)脂，與環(huán)氧樹(shù)脂及不飽和聚酯樹(shù)脂比較，具有優(yōu)良的機(jī)械特性、膠接性和范圍廣的耐化學(xué)藥品性。
　　成型方法以常溫為主，對(duì)應(yīng)成型方法不同也可中溫或高溫成型。