玻璃鋼耐老化問題的研究及解決方案

【摘要】玻璃鋼的抗老化性能是玻璃鋼的重要性能之一，受到了國內(nèi)外的高度重視，進(jìn)行了大量的研究工作。我國也在早些年就開始了大規(guī)模的研究工作，不僅在試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行，還廣泛地收集大量的工業(yè)企業(yè)實(shí)踐信息。從而積累了豐富的經(jīng)驗(yàn) ，進(jìn)一步推動(dòng)了玻璃鋼工業(yè)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】玻璃鋼老化；技術(shù)研究

前言

玻璃鋼材料因?yàn)楸旧頇C(jī)體材料高分子聚酯就具有優(yōu)良的耐腐蝕性，決定了產(chǎn)品也是具有耐酸耐堿的獨(dú)有的性能。玻璃鋼產(chǎn)品，如儲(chǔ)罐，耐老化性能不僅與本身材料的性能有關(guān)以外，也與玻璃鋼儲(chǔ)罐的成型工藝及最外表層中的抗紫外線樹脂有關(guān)。

1.談什么是玻璃鋼老化

玻璃鋼材料和其他材料一樣，在使用過程中，各方面性能會(huì)逐漸變差，甚至?xí)ピ惺褂脙r(jià)值，這種現(xiàn)象稱為“老化”。玻璃鋼的老化性，即長期性能（如耐腐性能），就是在各種化學(xué)介質(zhì)工作中工作時(shí)的長期性能，這叫介質(zhì)老化；在大氣中的性能衰退叫大氣老化。經(jīng)業(yè)內(nèi)人士研究，下面用玻璃鋼板材在全國經(jīng)過3年大氣曝曬后的性能的變化來說明老化這一現(xiàn)象。

（1）外觀的變化

環(huán)氧和酚醛玻璃鋼顏色逐漸變黃，酚醛玻璃鋼光澤失去的很快。聚酯玻璃鋼會(huì)發(fā)白，慢慢的露出纖維。

（2）強(qiáng)度的變化

①環(huán)氧、酚醛玻璃鋼在彎曲強(qiáng)度方面沒有明顯的下降。②306#聚酯玻璃鋼在彎曲強(qiáng)度方面在上海、廣州兩地均下降20%，而在同樣情況下的3193#聚酯玻璃鋼在彎曲強(qiáng)度方面下降了40%，在哈爾濱、蘭州3193#FEP的彎曲強(qiáng)度沒有明顯變化。③拉伸、壓縮、沖擊、等其他性能變化不明顯，彈性性能的降低尤為緩慢。大氣老化是包括日光、溫度、雨水和空氣等因素，日光是高分子材料老化的主要外因之一，太陽光中的紫外線易被含有醛、酮、羧基的聚合物吸收引起化學(xué)反應(yīng)；紅外線被吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，隨溫度升高，材料的熱老化和氧老化加速。從表層樹脂開始，光澤慢慢減退、逐漸變色、產(chǎn)生裂紋，最后樹脂剝落。

（3）電性能的變化

玻璃鋼材料電性能變化很小。結(jié)論：對(duì)一般玻璃鋼制品而言，在3～8年內(nèi)不會(huì)影響使用的效果。如果對(duì)外觀有要求的產(chǎn)品，需要采取適當(dāng)保護(hù)措施，防止損壞。

2.談玻璃鋼老化的因素

自然老化是玻璃鋼老化主要因素之一，它主要作用于玻璃鋼的表面。表面老化的主要特征是：樹脂的老化機(jī)理和普通的高聚物相同，界面的破壞是玻璃鋼老化的主要因素之一。因此樹脂和玻璃纖維的粘結(jié)質(zhì)量往往是決定玻璃鋼耐候性能好壞的重要方面。

樹脂的物理狀態(tài)和化學(xué)結(jié)構(gòu)是決定它耐候性能的最重要因素。如化學(xué)結(jié)合鍵能大的樹脂需要外界有很大的能量才能使其鍵斷裂，樹脂的老化性能就越好。反之，結(jié)合鍵能小的樹脂，只需外界并不是很大的能量就會(huì)使其破壞，其老化性能就會(huì)越差。其他的，比如樹脂的狀態(tài)、分子量的分布、交聯(lián)的情況，是否含有雙鍵、樹脂中的輔助劑如固化劑、促進(jìn)劑、光穩(wěn)定劑等的使用情況等，都會(huì)多多少少影響到樹脂的耐候性能。

界面的粘結(jié)質(zhì)量除決定樹脂的結(jié)構(gòu)外，還決定成型過程中加壓的高低和玻璃纖維所采用的表面化學(xué)處理方式。加壓成型的玻璃鋼，結(jié)構(gòu)致密，耐候性好，沒有加壓成型的玻璃鋼，結(jié)構(gòu)不致密，耐候性差。玻璃纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，可以改善界面的粘結(jié)質(zhì)量，提高耐候性。

通過上述分析我們可以知道，用不同的原材料和制作工藝制成的玻璃鋼其耐候性能也是有差別的。聚酯樹脂材料制作的玻璃鋼強(qiáng)度低，易水解，因此聚酯玻璃鋼的耐候性能相對(duì)比較差。環(huán)氧樹脂制作的玻璃鋼起反應(yīng)的官能團(tuán)比較多，而且主鏈上有大量的苯核，由于苯核上有大π鍵的作用，能量容易分散，不容易使其薄弱環(huán)節(jié)遭到破壞，同時(shí)與纖維表面的粘結(jié)性能也非常好，所以環(huán)氧玻璃鋼相比遇聚酯玻璃鋼的耐候性要好一些。酚醛樹脂雖然本身的粘結(jié)度低，但由于它是熱壓成型，相對(duì)于手糊法制作的聚酯和環(huán)氧玻璃鋼來說，內(nèi)部微孔、裂紋等缺陷較少，致密性也非常的好，不容易受到自然因素的侵襲，這些因素提高了它的耐候性。

3.探討提高玻璃鋼抗老化能力

因玻璃鋼老化因素有很多，所以抗老化因素同樣也不只是一兩點(diǎn)，下面我們就上述內(nèi)容，對(duì)提高玻璃鋼抗老化能力進(jìn)行討論。

（1）添加抗老化制劑

①抗老化劑用途

添加抗老化劑作為，可有效地吸收波長在270-380之間納米的紫外光， 主要用于不飽和樹脂及含不飽和樹脂的制品中（如玻璃鋼）；特別的適用于無色透明和淺色產(chǎn)品中；有很強(qiáng)的吸收紫外線的能力。

②生產(chǎn)過程中的注意事項(xiàng)

玻璃鋼生產(chǎn)過程要嚴(yán)格按照制作規(guī)程操作，避免氣泡，固化劑過多，堆積膠水等問題。

③玻璃鋼漆的使用

玻璃鋼油漆早期大多以植物油為主要原料，故被叫做“油漆”，如健康環(huán)保原生態(tài)的熟桐油。玻璃鋼漆的作用及性能特點(diǎn)：第一、玻璃鋼油漆具有防腐、防水、耐化學(xué)品、耐光、耐溫等諸多功能。第二、玻璃鋼油漆涂覆在物件表面形成一層保護(hù)膜，能夠阻止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展。玻璃鋼油漆是各種材料的使用壽命延長。第三、玻璃鋼油漆可噴涂、刷涂、輥涂，粘渡過大可用玻璃鋼油漆專用稀釋劑調(diào)整至涂裝不流淌為宜。第四、玻璃鋼油漆具有極好的戶外耐久性，機(jī)械強(qiáng)度好，裝飾性好，玻璃鋼油漆可用于戶外鋼結(jié)構(gòu)、大型機(jī)械設(shè)備等表面的涂裝，起裝飾保護(hù)作用。第五、玻璃鋼油漆雙組份，兩罐裝，常溫自干，亦可低溫快速烘干.第六、玻璃鋼油漆漆膜附著力好，硬度高。玻璃鋼油漆戶外耐久性好，保光，保色性好，不易泛黃。玻璃鋼油漆色彩豐碩，抗臟污性好。第七、玻璃鋼油漆施工溫度需在5攝氏度以上。玻璃鋼油漆按比例混合后充分?jǐn)嚢?，熟?0分鐘后即可正常使用。第八、玻璃鋼油漆物件暴露在大氣之中，受到氧氣、水分等的腐蝕，造成金屬銹蝕、木材腐朽、水泥風(fēng)化等破壞現(xiàn)象。在物件表面涂以涂料，形成一層保護(hù)膜，能夠阻止或延遲這些破壞現(xiàn)象的發(fā)生和發(fā)展，使各種材料的使用壽命延長。所以，保護(hù)作用是涂料的一個(gè)主要作用。第九、玻璃鋼油漆 電絕緣、導(dǎo)電、屏蔽電磁波、防靜電產(chǎn)生等作用；防霉、殺菌、殺蟲、防海洋生物粘附等生物化學(xué)方面的作用。

4.總結(jié)

隨著國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，玻璃鋼材料逐漸嶄露頭角，抗老化問題也逐漸成為了決定玻璃鋼未來發(fā)展的重要因素！

影響玻璃鋼老化的因素有很多，除了本身材料因素外，人為因素和自然因素還有很多，因此，要想提高玻璃鋼的抗老化性能，還要從多方面著手此問題，要做到完全避免人為因素，盡量控制自然因素，努力研究材料本身因素。