彩色膠衣及其應用
摘要：論述了彩色膠衣關鍵技術，制造工藝及其應用。
關鍵詞：膠衣樹脂；制造工藝；應用
1 前言
為了使玻璃鋼復合材料有更好的防護性能和美觀性，通常其表面設計為具有防護和美觀作用的富樹脂層，由不飽和聚酯樹脂（乙烯基酯樹脂）固化得到，這就是膠衣層。由于生產玻璃鋼產品時常常需要著色，一般是在膠衣樹脂中加入顏料糊配制成所需的顏色。但是由于工序多，影響因素多，技術難度大，往往會造成顏色不勻、浮色、發花及批次之間不一致等問題。為方便用戶，提高產品質量，樹脂制造商有時直接制成彩色膠衣提供給用戶。簡而言之，彩色膠衣就是帶有顏色的膠衣樹脂。
2 彩色膠衣的幾個關鍵點
彩色膠衣與傳統膠衣相比，決不僅僅是簡單地著色，也不僅僅是一項或幾項性能指標的提高，而是表現在質量穩定、工藝性能好及對生產產品的質量保證等各方面，具有全新的特點，在某種意義上是一種解決方案。下面介紹彩色膠衣的幾個關鍵概念和要求。
2.1 分子量分布指數
作為玻璃鋼制品表面美觀和保護的彩色膠衣要求有好的物理性能，更要求穩定性。因此其基體樹脂的性能要求較好且穩定，這就要求樹脂分子量分布要均勻。這樣，制造的膠衣樹脂的耐候性能、機械性能才更穩定。有關研究表明，其分子量分布指數應當控制在2.5以下（Mw/Mn≤2.5）。這一點要通過樹脂合成的配方和工藝控制達到。
2.2 流變性能
基體樹脂性能決定了膠衣樹脂的理化性能，而膠衣樹指流變性能則對其施工應用性能有決定性影響。膠衣樹脂要求有觸變性能，其指標用觸變指數來衡量，觸變指數TI=6rpm的粘度/60rpm粘度（Brookfield粘度計）（或是5rpm的粘度/50rpm的粘度）。傳統膠衣就是用觸變指數值來設定，控制產品施工中的流膠，但深入研究表明，僅僅靠觸變指數是不夠的，因為實際施工過程中不論是涮涂還是噴涂，其剪切力遠大于測試條件下的60rpm時的剪切力，因此必須控制其有好的流變性能，靜態或低剪切狀態下粘度基本一致，但高剪切狀態下的粘度卻低的多，以更好地適應施工工藝的要求。
2.3 細度
細度對彩色膠衣的顏色、氣泡、表面質量有著非常大的影響，因此細度是衡量質量好壞的一個重要指標。研究表明細度小于30μ對彩色膠衣的配色及獲得好的表面質量都很重要。
2.4 配色
彩色膠衣作為穩定產品（商品），顏色的準確非常關鍵。不但要求已經確定的顏色準確、不得有任何變動，而且要求對顧客提出的任何顏色都要準確配制出來。國內外一般都采用國際照明委員會的△L★、△a★、△b★均勻色空間標準，以△E=（△L★）2+（△a★）2+（△b★）2作為色差指標。采用光譜光度計測得某樣品數據（顏色的L★、a★、b★值），接下來可以選定幾種基本色的色漿（也可以不選），由計算機利用這幾個基本色的數據進行計算、配色，得到與標樣相近的幾組反射曲線，并得出幾組配方供選擇。
除此之外，還有其它的一些指標來表征彩色膠衣的特征，如遮蓋力等，但以上述幾個比較重要。
3 制造工藝
根據生產批量的大小，流程的長短有所不同，但總的來說分為分散和配色兩部分，即先將基體樹脂加入氣相二氧化硅分散得到膠衣樹脂（Clear），然后加入色漿得到彩色膠衣。如圖：
基體樹脂
氣相二氧化硅―高速分散― 砂磨―膠衣樹脂―
助劑―
色漿――計算機配色―分散―檢驗―成品
促進劑―
助劑―
分散――將氣相二氧化硅、助劑（流平劑、消泡劑、分散劑等）及其它必要添加劑加入基體樹脂中在高剪切作用下分散為膠衣，控制流變特性和細度。
配色――用光譜光度計測量目標樣顏色，利用計算機配色程序可得到推薦的配色配方，按此計量色漿配色即可，有的需要校正。
如果流程長，例如如果從樹脂合成開始，則要控制其分子量分布；如果色漿自制，色漿的穩定性和細度極為重要，要加以控制。
如果批量不大個別定制，則可以采用全自動配色機來生產。由于不必校正，對色漿的要求非常高，成本亦高一些。
4 應用
需要強調的是，彩色膠衣不是一個產品，而是一類產品，或者更嚴格意義上是全新的工藝、全新的概念。彩色膠衣作為單獨的產品（商品）早在歐、美問世，應用也較多，起步較晚，前后總共約八、九年時間，但因其顏色均勻、耐候、使用方便等優點得以迅速推廣，增長速度很快。
4.1 產量
全產量約為兩萬噸左右，幾年來變化不大，但產量約4000-4500噸，五年翻了兩翻。
4.2 品種
從結構上來分，有鄰苯型、間苯型、間苯-新戊二醇型、乙烯基酯型等；
從施工特性來分，有刷涂型、噴涂型、淋涂型；
從功能性來分，有通用型、耐水型、耐腐蝕型、阻燃型、氣干型、食品級等等。
4.3 主要應用領域
船舶――游艇、漁船、工作船、中小型客船、救生艇、沖鋒舟等等。要求有很好的耐水性、抗沖擊性以及良好的施工作業性能，高級游艇還需要要求更高的乙烯基酯樹脂；
建筑――冷卻塔、游樂設施及各種結構件等等。要求有很好的耐水性、耐候性；
車輛――車體、車廂板及車輛部件等。要求有較好的綜合性能，尤其是抗沖擊性；
廚衛――各種廚房、衛生間洗漱用具，如水槽、洗面池、浴缸等等，要求有很好的耐水性；
防腐蝕――石油、化工、冶金等防腐應用，要求有優異的耐腐蝕性，有時需要要求更高的乙烯基酯樹脂；
阻燃――化工、紡織、軌道交通等阻燃應用，要求有優異的阻燃性能；
近十年來，我國的玻璃鋼工業發展很快，但與國外先進水平相比，還存在手糊比例高（高達70%），產品質量特別是表面質量差等弱點，而彩色膠衣的應用，給手糊玻璃鋼帶來了生產工藝便捷、過程可控、質量穩定提高等幫助，特別是大大提高了產品質量和穩定性，提高了產品檔次，也提高了產品附加值。隨著我國玻璃鋼工業的繼續發展，彩色膠衣的應用必將越來越廣，為提高我國玻璃鋼產品的質量將產生巨大的影響，其應前景也將十分廣闊。
關鍵詞：膠衣樹脂；制造工藝；應用
1 前言
為了使玻璃鋼復合材料有更好的防護性能和美觀性，通常其表面設計為具有防護和美觀作用的富樹脂層，由不飽和聚酯樹脂（乙烯基酯樹脂）固化得到，這就是膠衣層。由于生產玻璃鋼產品時常常需要著色，一般是在膠衣樹脂中加入顏料糊配制成所需的顏色。但是由于工序多，影響因素多，技術難度大，往往會造成顏色不勻、浮色、發花及批次之間不一致等問題。為方便用戶，提高產品質量，樹脂制造商有時直接制成彩色膠衣提供給用戶。簡而言之，彩色膠衣就是帶有顏色的膠衣樹脂。
2 彩色膠衣的幾個關鍵點
彩色膠衣與傳統膠衣相比，決不僅僅是簡單地著色，也不僅僅是一項或幾項性能指標的提高，而是表現在質量穩定、工藝性能好及對生產產品的質量保證等各方面，具有全新的特點，在某種意義上是一種解決方案。下面介紹彩色膠衣的幾個關鍵概念和要求。
2.1 分子量分布指數
作為玻璃鋼制品表面美觀和保護的彩色膠衣要求有好的物理性能，更要求穩定性。因此其基體樹脂的性能要求較好且穩定，這就要求樹脂分子量分布要均勻。這樣，制造的膠衣樹脂的耐候性能、機械性能才更穩定。有關研究表明，其分子量分布指數應當控制在2.5以下（Mw/Mn≤2.5）。這一點要通過樹脂合成的配方和工藝控制達到。
2.2 流變性能
基體樹脂性能決定了膠衣樹脂的理化性能，而膠衣樹指流變性能則對其施工應用性能有決定性影響。膠衣樹脂要求有觸變性能，其指標用觸變指數來衡量，觸變指數TI=6rpm的粘度/60rpm粘度（Brookfield粘度計）（或是5rpm的粘度/50rpm的粘度）。傳統膠衣就是用觸變指數值來設定，控制產品施工中的流膠，但深入研究表明，僅僅靠觸變指數是不夠的，因為實際施工過程中不論是涮涂還是噴涂，其剪切力遠大于測試條件下的60rpm時的剪切力，因此必須控制其有好的流變性能，靜態或低剪切狀態下粘度基本一致，但高剪切狀態下的粘度卻低的多，以更好地適應施工工藝的要求。
2.3 細度
細度對彩色膠衣的顏色、氣泡、表面質量有著非常大的影響，因此細度是衡量質量好壞的一個重要指標。研究表明細度小于30μ對彩色膠衣的配色及獲得好的表面質量都很重要。
2.4 配色
彩色膠衣作為穩定產品（商品），顏色的準確非常關鍵。不但要求已經確定的顏色準確、不得有任何變動，而且要求對顧客提出的任何顏色都要準確配制出來。國內外一般都采用國際照明委員會的△L★、△a★、△b★均勻色空間標準，以△E=（△L★）2+（△a★）2+（△b★）2作為色差指標。采用光譜光度計測得某樣品數據（顏色的L★、a★、b★值），接下來可以選定幾種基本色的色漿（也可以不選），由計算機利用這幾個基本色的數據進行計算、配色，得到與標樣相近的幾組反射曲線，并得出幾組配方供選擇。
除此之外，還有其它的一些指標來表征彩色膠衣的特征，如遮蓋力等，但以上述幾個比較重要。
3 制造工藝
根據生產批量的大小，流程的長短有所不同，但總的來說分為分散和配色兩部分，即先將基體樹脂加入氣相二氧化硅分散得到膠衣樹脂（Clear），然后加入色漿得到彩色膠衣。如圖：
基體樹脂
氣相二氧化硅―高速分散― 砂磨―膠衣樹脂―
助劑―
色漿――計算機配色―分散―檢驗―成品
促進劑―
助劑―
分散――將氣相二氧化硅、助劑（流平劑、消泡劑、分散劑等）及其它必要添加劑加入基體樹脂中在高剪切作用下分散為膠衣，控制流變特性和細度。
配色――用光譜光度計測量目標樣顏色，利用計算機配色程序可得到推薦的配色配方，按此計量色漿配色即可，有的需要校正。
如果流程長，例如如果從樹脂合成開始，則要控制其分子量分布；如果色漿自制，色漿的穩定性和細度極為重要，要加以控制。
如果批量不大個別定制，則可以采用全自動配色機來生產。由于不必校正，對色漿的要求非常高，成本亦高一些。
4 應用
需要強調的是，彩色膠衣不是一個產品，而是一類產品，或者更嚴格意義上是全新的工藝、全新的概念。彩色膠衣作為單獨的產品（商品）早在歐、美問世，應用也較多，起步較晚，前后總共約八、九年時間，但因其顏色均勻、耐候、使用方便等優點得以迅速推廣，增長速度很快。
4.1 產量
全產量約為兩萬噸左右，幾年來變化不大，但產量約4000-4500噸，五年翻了兩翻。
4.2 品種
從結構上來分，有鄰苯型、間苯型、間苯-新戊二醇型、乙烯基酯型等；
從施工特性來分，有刷涂型、噴涂型、淋涂型；
從功能性來分，有通用型、耐水型、耐腐蝕型、阻燃型、氣干型、食品級等等。
4.3 主要應用領域
船舶――游艇、漁船、工作船、中小型客船、救生艇、沖鋒舟等等。要求有很好的耐水性、抗沖擊性以及良好的施工作業性能，高級游艇還需要要求更高的乙烯基酯樹脂；
建筑――冷卻塔、游樂設施及各種結構件等等。要求有很好的耐水性、耐候性；
車輛――車體、車廂板及車輛部件等。要求有較好的綜合性能，尤其是抗沖擊性；
廚衛――各種廚房、衛生間洗漱用具，如水槽、洗面池、浴缸等等，要求有很好的耐水性；
防腐蝕――石油、化工、冶金等防腐應用，要求有優異的耐腐蝕性，有時需要要求更高的乙烯基酯樹脂；
阻燃――化工、紡織、軌道交通等阻燃應用，要求有優異的阻燃性能；
近十年來，我國的玻璃鋼工業發展很快，但與國外先進水平相比，還存在手糊比例高（高達70%），產品質量特別是表面質量差等弱點，而彩色膠衣的應用，給手糊玻璃鋼帶來了生產工藝便捷、過程可控、質量穩定提高等幫助，特別是大大提高了產品質量和穩定性，提高了產品檔次，也提高了產品附加值。隨著我國玻璃鋼工業的繼續發展，彩色膠衣的應用必將越來越廣，為提高我國玻璃鋼產品的質量將產生巨大的影響，其應前景也將十分廣闊。
