纤维增强聚合物(FRP,俗称玻璃钢)因其轻质高强、耐腐蚀、可设计性强,在建筑型材、船艇、汽车部件、化工管道等领域广泛应用。着色是FRP制品外观与功能识别的关键环节,但传统颜料干粉直接添加存在分散不均、色斑、纤维浸润干扰等问题。东莞市蒂森新材料有限公司(DENSON)的UP8系列不饱和聚酯色浆与FLTY油性通用色浆,针对FRP手糊、拉挤、SMC/BMC模压等工艺进行了专门适配,为玻璃钢制品提供稳定、高效的着色解决方案。
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FRP色浆是指将颜料以高浓度、稳定分散态预分散于不饱和聚酯树脂或相容载体中,专供玻璃钢制品着色使用的浓缩浆体。其核心技术在于颜料在低粘度UPR体系中的分散稳定性与固化反应非干扰性。
蒂森UP8系列不饱和聚酯色浆采用高性能颜料,不加钙粉、滑石粉等填充料,对标英国LR标准,符合欧盟法规要求,不含苯乙烯(非危险品)。色浆中颜料经砂磨机研磨至细度≤5μm(GB/T 1724),在UPR基体中分散均匀,不干扰过氧化甲乙酮(MEKP)/钴水引发体系的自由基固化反应。
图1 FRP玻璃钢型材拉挤生产车间与成品型材
拉挤工艺是将浸渍树脂的连续纤维束通过加热模具连续固化成型,生产效率高、截面尺寸精确。色浆在树脂胶槽中与UPR混合后随纤维进入模具,成型温度通常为140-180℃,线速度0.5-2m/min。蒂森UP8色浆在拉挤工艺中添加量3-8phr,型材表面颜色均匀、无流痕,巴氏硬度≥40(GB/T 3854),弯曲强度保留率≥90%(GB/T 1449)。黄色、灰色、绿色等建筑常用色均可稳定供货。
图2 FRP板材连续化生产工厂
船艇制造多采用手糊或喷射成型,胶衣层(gelcoat)是决定外观与耐候性的关键。色浆用于胶衣着色时,需与间苯型或新戊二醇型胶衣树脂良好相容,且在户外曝晒下保持色稳定。蒂森UP8色浆在胶衣中添加量5-12phr,制品经QUV 1000h老化后ΔE≤3.0(GB/T 23983),无明显粉化与失光。船艇壳体结构层着色可降低添加量至2-5phr,兼顾成本与遮盖。
图3 玻璃钢船艇手工铺层成型工艺现场
SMC(片状模塑料)与BMC(团状模塑料)用于汽车保险杠、仪表板骨架、电池外壳等部件,模压温度140-160℃、压力5-15MPa、固化时间30-120s。色浆在SMC糊料制备阶段加入,需经受高剪切混炼与高温快速固化。蒂森UP8色浆在SMC中添加量2-6phr,模压制品表面光洁、无色斑,热变形温度≥200℃(GB/T 1634),冲击强度保留率≥88%(GB/T 1451)。
图4 SMC/BMC模压成型的汽车复合材料部件
| FRP工艺 | 推荐色浆系列 | 添加量(phr) | 固化温度 | 关键性能指标 | 测试标准 |
|---|---|---|---|---|---|
| 拉挤成型 | UP8系列 | 3-8 | 140-180℃ | 巴氏硬度≥40,弯曲强度保留≥90% | GB/T 3854, GB/T 1449 |
| 手糊/喷射 | UP8/FLTY | 2-12 | 常温-80℃ | QUV 1000h ΔE≤3.0,附着力≥1级 | GB/T 23983, GB/T 9286 |
| 胶衣层 | UP8系列 | 5-12 | 常温-60℃ | 耐候ΔE≤3.0,无粉化失光 | GB/T 23983 |
| SMC模压 | UP8系列 | 2-6 | 140-160℃ | 热变形温度≥200℃,冲击保留≥88% | GB/T 1634, GB/T 1451 |
| BMC/DMC注射 | UP8系列 | 2-5 | 150-170℃ | 表面无色斑,收缩率≤0.15% | GB/T 1462 |
| 缠绕成型 | UP8/FLTY | 2-5 | 常温-120℃ | 层间剪切强度≥30MPa | GB/T 1450.1 |
FRP玻璃钢制品着色需根据成型工艺(拉挤、手糊、SMC/BMC、缠绕)选择适配的色浆体系与添加量。蒂森UP8系列不饱和聚酯色浆以无填料、高颜料含量、不含苯乙烯为特点,在拉挤型材、船艇胶衣、汽车SMC部件等场景中均表现出良好的分散稳定性与固化适配性,制品颜色均匀、耐候性达标,是玻璃钢制品着色的可靠选择。
Q1:FRP拉挤型材表面出现颜色条纹(流痕)是什么原因?
A:主要原因是色浆与树脂胶槽混合不均,或色浆粘度过高导致在纤维束中分布不匀。建议将色浆先与少量UPR预混后再加入胶槽,适当提高胶槽搅拌速度,或选择粘度更低的色浆规格。
Q2:胶衣着色后户外使用半年出现褪色怎么办?
A:需检查颜料耐候等级。户外胶衣应选用耐候级有机颜料或无机颜料(如氧化铁、钛白、钴蓝),避免使用偶氮类低档颜料。蒂森UP8系列耐候品种经QUV 1000h ΔE≤3.0,适合户外长期使用。
Q3:SMC模压件表面出现色斑与花斑如何解决?
A:SMC糊料制备时色浆应在低剪切阶段加入并充分搅拌,避免在高剪切增稠后才加色浆。同时检查色浆与低收缩剂(LPA)的相容性,必要时调整色浆添加顺序或更换相容的分散剂体系。
Q4:色浆会影响FRP制品的固化速度吗?
A:合格的FRP色浆应不干扰固化体系。但某些有机颜料(如酞菁蓝、酞菁绿)可能对钴催干剂有络合作用,导致凝胶时间延长。建议使用前做凝胶时间对比测试(GB/T 7193),偏差≤10%为合格。
Q5:UP8色浆不含苯乙烯,使用时需要调整配方吗?
A:UP8色浆不含苯乙烯属于非危险品,运输与储存更安全。使用时因其载体粘度可能与含苯乙烯色浆略有差异,建议首次使用时先做小试,确认混合粘度与固化时间符合工艺窗口后再批量生产。