一 树脂基玻璃鳞片涂料的制造
(1)玻璃鳞片的制造
最初的玻璃鳞片制造是采用人工吹胀1000℃以上C型中碱玻璃熔体成极簿的玻璃泡制成的,由于玻璃熔体受到双向拉伸后骤冷,玻璃大分子存在一定程度的取向的属亚稳态结构,这种玻璃片性能比普通玻璃具有强度大、比重小、韧性高的特点。由于人工吹制压力较难控制,因此,产品质量低劣。OCF公司采用的是,将熔融玻璃引入成型套筒,经牵引形成一个连续的锥形模,用一对夹辊进行拉伸,冷却的玻璃泡壁被轧辊破碎后用气流输送到锤式磨碾磨,经迂一定尺寸筛子的过筛,即成玻璃鳞片。当今,国外制造玻璃鳞片的专利表明,为不使拉制的玻璃膜筒在轧碎时造成二层粘连,在粉碎玻璃膜前采用了防粘技术,这样制成的玻璃鳞片有较好的分散性。为了使玻璃鳞片有高的增强效果,一种较大面积厚度比和较大长宽比的玻璃带通过改进口模拉制而成,这种长条玻璃带(又称:Ribbon)生产方法已有实用专利,这种玻璃鳞片最薄只能达到10~20μm。制造玻璃鳞片选用的原料为含中碱的C型玻璃,因它不但具有良好的工艺性能,还有良好的耐蚀性能,C型玻璃中含碱量高能降低熔融温度、粘度、析晶性对鳞片吹制有利,但含碱量过高,超过12%会显著降低其耐腐蚀性。要制得薄而高强度的玻璃鳞片最关键的要控制工艺,即熔体温度、吹制压力、冷却速度等要素。温度过高,粘度过小吹制压力较难控制,温度过低难得超薄鳞片,分子取向也困难。因此,除要有配套的机械设备外,还需合适的工艺配合。
(2)树脂基玻璃鳞片涂料的制造
生产树脂基玻璃鳞片涂料所选用玻璃鳞片的薄度是十分关键的,鳞片越薄,在同样厚度涂层中片数越多,阻挡介质能力越大。鳞片粒度选用在O.04~3mm,即300目~6目。粒度影响主要有三点:一是对粘度的影响,粒度大,填充量增加粘度上升快,造成施工困难;二是粒度大的鳞片易吸附气体而使脱泡困难;三是粒度大对介质渗透的屏蔽效果好,但粒度大于48目该效果不明显,这可能是大鳞片吸附空气形成气泡而抵消了它的屏蔽效果。对涂料而言,一般取粘度小些以便于喷涂施工,用作腻子的料可采用粗粒度的玻璃鳞片。玻璃鳞片在涂料中的含量一般在20~40%较好,高于40%易产生沉淀结块,涂层气泡率增加,施工困难,耐蚀性反而下降,真空搅拌有利于消除玻璃鳞片上粘附的气泡,作胶泥应用时,玻璃鳞片含量可允许大于40%。
玻璃鳞片的表面状态与树脂的润湿能力,将直接影响它们之间的界面状态及其在涂层中的平行排列率。因此,玻璃鳞片需用偶联剂进行处理,以剂降低它与树脂的界面张力,常用的处理剂为有机硅烷偶联剂,用漂浮剂防止沉淀,不同的树脂应选择不同分子结构的偶联剂。树脂基玻璃鳞片涂料常选用的树脂有,环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、呋喃树脂和乙烯基树脂,这些树脂大多以无溶剂形式使用,因此可制得厚浆型涂料,一次喷涂可达100~200μm。也可将玻璃鳞片加入到聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氯醋树脂、氯化橡胶、氯磺化聚乙烯中制成溶剂型涂料。
二 树脂基玻璃鳞片涂料的性能
1.耐化学药品性
常用的环氧树脂、不饱和聚酯树脂基鳞片涂料有较好耐酸、碱、石油溶剂、各类盐和水的侵蚀,其耐腐蚀性优于同类树脂制的玻璃钢,如对5%HNO3,40%铬酸,50%氯乙酸,这些常用树脂固化物在60~90℃时一般是不耐的,但用玻璃鳞片涂层来防腐蚀却有很成功的经验,水对涂层的渗透较快,水在玻璃鳞片涂层中的扩散系数,据测定要比未加玻璃鳞片的小一个数量级。在温度梯度下测试,O.5mm厚树脂基玻璃鳞片涂料的涂层抗水渗透时间大于2mm厚的玻璃钢制品。经电镜分析后表明,浸泡于同一腐蚀介质中的树脂基玻璃鳞片涂料的涂层和玻璃钢,结果当1.5mm厚玻璃钢制品全渗透时,树脂基玻璃鳞片涂料的涂层试样只渗入150μm。在海水中钢桩涂装树脂基玻璃鳞片涂料后的年腐蚀速率比涂焦油环氧涂料小5~8倍。