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1 前 言
聚酯膩?zhàn)泳哂休^高的粘結(jié)強(qiáng)度．抗水、耐腐蝕、耐老化，具有觸變性及氣干性，成本低，施工方便，對(duì)作業(yè)環(huán)境無(wú)太多苛刻要求，適用性強(qiáng)，可廣泛使用于FRP材質(zhì)產(chǎn)品及大量傳統(tǒng)材質(zhì)產(chǎn)品的缺陷修復(fù)、快速成型制模、產(chǎn)品夾層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部填充及不同零部件、不同材質(zhì)間的粘結(jié)錨固等。跨行業(yè)、跨領(lǐng)域使用均具有上佳的使用效果。另外，相對(duì)于聚酯膩?zhàn)邮褂玫钠占俺潭榷裕埘ツ佔(zhàn)酉嚓P(guān)性能基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較為欠缺，系統(tǒng)性報(bào)道的文章資料較少。本文通過(guò)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)不是同樹(shù)脂體系、多種填料體系對(duì)聚酯膩?zhàn)踊A(chǔ)性能的影響進(jìn)行了研究，希望能起到一個(gè)拋磚引玉的作用，與行業(yè)同仁共同為加強(qiáng)聚酯膩?zhàn)硬牧习l(fā)展及相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備的目標(biāo)而積極努力。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 聚酯膩?zhàn)拥脑霞爸苽?BR> 實(shí)驗(yàn)選用的不飽和聚酯樹(shù)脂分別為低收縮型預(yù)促進(jìn)樹(shù)脂AROTOOLTM、普通型預(yù)促進(jìn)AROPOLTMM105TB，共兩種，由亞什蘭特種化學(xué)品公司提供；固化劑MEKP，江陰前進(jìn)化工廠提供。填料體系共三類(lèi)，白碳黑國(guó)產(chǎn)型（沈陽(yáng)化工公司A380），進(jìn)口型(德國(guó)N20)；滑石粉為325目及1250目?jī)煞N，上海碩斯滑石粉有限公司提供；玻璃微珠為325目、1250目丙種漂珠及325目、1250目?jī)煞N沉珠，北京路仕達(dá)化工有限公司提供。[-page-]
膩?zhàn)优渲疲涸跐崈舻膶?zhuān)用容器中，根據(jù)各配方要求準(zhǔn)確稱(chēng)量各單組分，依次加入樹(shù)脂、滑石粉、沉珠、漂珠、白碳黑，其中固化劑MEKP根據(jù)具體的局部試驗(yàn)要求另行加入，樹(shù)脂量好不要超過(guò)容器的1/3；檢查、清洗攪拌機(jī)及四周的粉塵、雜物等，并仔細(xì)對(duì)攪拌槳進(jìn)行清洗，防止污染；啟動(dòng)攪拌機(jī)械，攪拌過(guò)程中間歇性地使攪拌槳上下走動(dòng)多次，保證充分?jǐn)嚢杈鶆颍⒈苊猱愇锘烊耄粩噭蚝螅饠嚢铇瑩Q作另一配方，操作程序同上，攪拌不同配比材料，需要對(duì)攪拌槳等進(jìn)行徹底清洗；配制好的材料需要密封，并在作業(yè)結(jié)束后關(guān)閉電源，清洗攪拌槳等相關(guān)工器具；各配方膩?zhàn)幼龊脴?biāo)識(shí)，包括生產(chǎn)日期、配方號(hào)及具體配比等。
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試方法
實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備：WD-5A型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：廣州實(shí)驗(yàn)儀器廠；HBDV-1型粘度計(jì)：美Brookfield；攪拌機(jī)：東湖試驗(yàn)儀器廠；電子秤：上海第二天平儀器廠；DF206型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京京通儀器廠。
測(cè)試方法：粘度，使用HBDV-1型粘度計(jì)，選用7#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速20rpm，測(cè)得粘度；比重，用鴨舌片將配制好的膩?zhàn)庸嗳?ml的一次性注射器，小心排出包裹的氣泡，依次稱(chēng)量5、4、3、2、1、Oml的重量，差值即為比重，取平均值；流動(dòng)性，在一平板玻璃背面粘貼準(zhǔn)備好的A4紙，紙上為若干半徑r差值為lmm的同心圓，其中內(nèi)側(cè)小圓半徑r＝5mm，分別在xY軸正負(fù)方向上為同心圓標(biāo)明序號(hào)：1.2.3.4.5……，從里至外表征不同等級(jí)（差→好）的流動(dòng)性，取相同體積的膩?zhàn)樱糜谕膱A中心，再覆蓋一塊平板玻璃，并加上相同的壓力，靜置約25s，讀取示數(shù)之和，即流動(dòng)性；體積收縮率，在膩?zhàn)又邪丛囼?yàn)要求加入質(zhì)量份2%的固化劑MEKP，灌入一次性注射器（l0ml），固化12h觀察體積的變化；粘結(jié)強(qiáng)度，切割3mmSMC模壓平板，制成100 x 15mm試體，粘接面為33 x 15mm，涂抹膩?zhàn)雍髪A緊，其中膩?zhàn)又屑尤胭|(zhì)量份2%的固化劑MEKP, 35℃下的烘箱內(nèi)固化約17h后，測(cè)拉伸強(qiáng)度；成本：根據(jù)不同配方中各組分材料的質(zhì)量分極其單價(jià)計(jì)算單重成本，參考膩?zhàn)颖戎乜蓳Q算為不同配方膩?zhàn)訂挝惑w積成本；
2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[-page-]
本實(shí)驗(yàn)采用混合型正交試驗(yàn)表，以樹(shù)脂、滑石粉、玻璃微珠、白碳黑為主要影響因素，按照樹(shù)脂滑石粉：沉斑/漂珠：白碳黑＝100：80~100:60~80/20~30:1~2配制聚酯膩?zhàn)樱粤鲃?dòng)性、收縮率、粘結(jié)強(qiáng)度和成本為主要考核指標(biāo)，確定針對(duì)不同側(cè)重指標(biāo)的佳膩?zhàn)臃桨福换旌闲驼粚?shí)驗(yàn)因素水平表如表1所示。
3 結(jié)果與討論
3.1 混合型正交實(shí)驗(yàn)表
[-page-] 表2所示為混合型正交實(shí)驗(yàn)四個(gè)考核指標(biāo)的極差分析表。對(duì)于極差分析，理論上來(lái)說(shuō)某列的極差越大，表示該列的數(shù)值在試驗(yàn)范圍內(nèi)變化時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)值的變化越大，即該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響越大；但本實(shí)驗(yàn)為混合型正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的各因素水平不同，且總的實(shí)驗(yàn)數(shù)目相對(duì)較少，其中因素A均值離散性相對(duì)較大造成其極差較大；另外由于實(shí)驗(yàn)方法所限，使得膩?zhàn)颖戎卦囼?yàn)、收縮率試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)精度不足或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)誤差較大等，所以本實(shí)驗(yàn)極差大小并不能準(zhǔn)確反映其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的大小，某因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響性大小的正確判斷需根據(jù)具體情況及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
對(duì)于流動(dòng)性指標(biāo)來(lái)說(shuō)，四個(gè)因素影響的主次順序依次是：玻璃微珠＞滑石粉＞樹(shù)脂＞白碳黑，說(shuō)明不同的玻璃微珠類(lèi)型對(duì)流動(dòng)性指標(biāo)的影響大，是主要的影響因素，其余是次要因素，由分析結(jié)果可見(jiàn)，流動(dòng)性指標(biāo)佳的優(yōu)選方案應(yīng)該為A3B1C2D1，即“實(shí)驗(yàn)方案5”；對(duì)于粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)說(shuō)，四個(gè)因素影響的主次順序依次是：玻璃微珠＞白碳黑＞滑石粉＞樹(shù)脂，由分析結(jié)果可見(jiàn)，粘結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)佳的優(yōu)選方案應(yīng)該為A1B2C2D1，由于此組合方式在試驗(yàn)中未出現(xiàn)，所以需要重新驗(yàn)證，具體見(jiàn)表2“實(shí)驗(yàn)方案O*”；對(duì)于成本指標(biāo)來(lái)說(shuō)，四個(gè)因素影響的主次順序依次是：樹(shù)脂＞玻璃微珠＞滑石粉＞白碳黑，說(shuō)明不同的樹(shù)脂類(lèi)型對(duì)成本指標(biāo)影響大，是主要的影響因素，其余是次要因素，由分析結(jié)果可見(jiàn)，成本指標(biāo)佳的優(yōu)選方案應(yīng)該為A1B1C2D2，即“實(shí)驗(yàn)案2”；對(duì)于收縮率指標(biāo)來(lái)說(shuō)，四個(gè)因素影響的主次順序依次是：玻璃微珠＞白碳黑＞樹(shù)脂＞滑石粉，由分析結(jié)果可見(jiàn)，收縮率指標(biāo)佳的優(yōu)選方案應(yīng)該為A4B2C1D1，即“實(shí)驗(yàn)方案7”。
由此可見(jiàn)，對(duì)于四個(gè)考核指標(biāo)分析出的優(yōu)方案不同。結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮各因素各水平的影響，因素A對(duì)四個(gè)考核指標(biāo)的影響均較大，是主要的影響因素；因素B對(duì)較重要的考核指標(biāo)之一成本來(lái)說(shuō)影響大，而對(duì)其他考核指標(biāo)的影響均較小；因素C對(duì)考核指標(biāo)流動(dòng)性來(lái)說(shuō)影響較大，而對(duì)其他考核指標(biāo)的影響均較小；因素D所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)盡管較小，但對(duì)考核指標(biāo)粘結(jié)強(qiáng)度與收縮率來(lái)說(shuō)均有較大影響，是一較主要的影響因素，因素D對(duì)其他考核指標(biāo)的影響則相對(duì)較小。[-page-]
3.3 佳實(shí)驗(yàn)方案確定
圖1為上述試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)性能分析柱型圖，由“基礎(chǔ)性能分析柱型圖”能夠看出，重點(diǎn)考慮粘結(jié)強(qiáng)度單一指標(biāo)的角度來(lái)說(shuō)，可以推薦“實(shí)驗(yàn)方案0*”，即A1B1C1D1；“實(shí)驗(yàn)方案0 *”粘結(jié)強(qiáng)度高是其主要特點(diǎn)，而流動(dòng)性、成本及收縮率等指標(biāo)則相對(duì)較差。從膩?zhàn)拥木C合性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)，應(yīng)該推薦實(shí)驗(yàn)方案5，即A3B1C2D1；“實(shí)驗(yàn)方案5”流動(dòng)性較好，單重成本較低，參照其較小比重1.15,其單位體積成本為8.07元/L，僅高于“試驗(yàn)6”的7.82元/L，比其他方案膩?zhàn)拥膯挝惑w積成本均低；收縮率較好，缺點(diǎn)是粘結(jié)強(qiáng)度稍低，但其可以滿足許多以膩?zhàn)恿鲃?dòng)性、收縮率、成本為主要控制指標(biāo)而對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度要求一般的使用場(chǎng)合。
4 結(jié) 論
(1)整體考慮，本試驗(yàn)中聚酯膩?zhàn)优浞郊逊桨笧椤皩?shí)驗(yàn)方案5”A3B1C2D1，即325目漂珠＋普通型AROPOLTM M105TB＋1250目滑石粉＋A380白碳黑；
(2)佳聚酯膩?zhàn)优浞交A(chǔ)性能數(shù)據(jù)為：流動(dòng)性為57，收縮率為12%，比重為1.15，粘結(jié)強(qiáng)度為2.16Mpa，成本為8.07元/kg。粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)破壞結(jié)果為本體破壞，相對(duì)普通聚酯原子灰，應(yīng)用于產(chǎn)品修整等通常場(chǎng)合，粘結(jié)強(qiáng)度方面沒(méi)有問(wèn)題；
(3)普通型AROPOLM105TB樹(shù)脂膩?zhàn)拥捏w積收縮率為低收縮型AROTOOLTM樹(shù)脂膩?zhàn)芋w積收縮率的1.22倍，相對(duì)來(lái)說(shuō)低收縮型樹(shù)脂的樹(shù)脂膩?zhàn)拥褪湛s優(yōu)勢(shì)不是很明顯；另外低收縮型樹(shù)脂的使用將明顯提高膩?zhàn)拥某杀局笜?biāo)；
(4)玻璃微珠尤其空心漂珠有利于提高膩?zhàn)拥牧鲃?dòng)性指標(biāo)，相對(duì)來(lái)說(shuō)滑石粉次之，白碳黑差；滑石粉、白碳黑有利于提高膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度指標(biāo)，相對(duì)來(lái)說(shuō)玻璃微珠尤其漂珠則相對(duì)較差，但后者有利于降低膩?zhàn)拥某杀局笜?biāo)。