环氧树脂变黄或混浊以及如何防止它

环氧树脂变黄或混浊以及如何防止它

众所周知,环氧树脂是当今市场上最坚固、最耐用的树脂之一。然而,它的主要缺点之一是暴露在室外环境中会降解。这种降解导致环氧树脂“变黄”反映的变色。泛黄是机械性能和整体性能下降的标志。了解为什么会发生这种降解有助于确保采取适当的保护环氧树脂的措施,并且可以在选择所用的各种产品时加以考虑。

环氧树脂:紫外线照射和氧化

当暴露在来自太阳的紫外线能量下时,所有未经处理的环氧树脂本质上都会变黄。环氧树脂的芳香族化学结构是环氧树脂具有良好机械性能的原因之一。然而,当环氧树脂暴露在紫外线下时,其化学结构会发生变化,并形成自由基。这些自由基很快与地球上(显然)丰富的氧气结合。

环氧树脂的随之而来的氧化导致树脂变黄。变黄的程度和发生的速度取决于几个不同的因素。树脂暴露在紫外线下的时间、树脂的化学配方、环氧树脂的混合、应用和固化程度都是影响环氧树脂在室外环境中变黄或起雾的速度的因素。有些树脂可能只需要几天的直接紫外线照射就可以开始将透明树脂变成氧化黄色,而其他树脂可能需要几个月才能注意到。

随着时间的推移,它会越来越多地氧化和降解。由于环氧树脂不受紫外线和氧气的保护,它会进一步受到环境不可逆转的攻击,直到复合材料或树脂变得无用。重要的是要注意所有环氧树脂在紫外线和氧化降解方面都有所不同。一些环氧树脂在其化学配方中加入了紫外线添加剂,而许多环氧树脂则没有任何配方。它受到条件的不可逆转的攻击越远,直到复合材料或树脂变得无用。

1+1 = 2 2对抗紫外线照射:吸收剂和稳定剂

可以使用紫外线吸收剂和稳定剂来减缓紫外线照射造成的降解。当添加到环氧混合物或产品中时,添加剂通过控制紫外线产生的自由基而不是让它们被氧化来发挥作用。紫外线吸收剂 (UVA) 通过吸收自由基来延长环氧树脂的有效寿命,使化学结构保持完整。UVA 的有效性受限于环氧树脂混合物中可以加入多少吸收剂。最终,一旦树脂中的所有“吸收剂”都用于自由基,环氧树脂可能会变黄,但这通常需要更长的时间。稳定剂 (HAL) 被置于环氧树脂中,有时与吸收剂一起放置,并通过与氧气结合来提供环氧树脂结构内的稳定性而不是降解它。稳定剂为紫外线降解和变黄提供了更长期的解决方案。

聚酯和乙烯基酯降解

聚酯和乙烯基酯树脂极易受到水的损害。水会使这些树脂起泡和开裂,然后失去其机械性能。那么,有人会问,世界领先的造船用树脂怎么连防水都不行?答案在于胶衣和海洋面漆。这些被应用于零件的表面以防止其暴露。凝胶涂层和面漆使聚酯树脂高度防水和抗紫外线。应该注意的是,即使是船也不总是完全防水的,因为如果不使用船用面漆,它们可能容易受到内部水侵入的影响。凝胶涂层通常是用聚酯树脂制成的部件的第一道涂层的一部分,然后再涂上玻璃纤维和聚酯树脂基体。固化后,海洋面漆将应用于聚酯树脂。

热降解

始终按照制造商的说明混合所有树脂非常重要。未能正确混合和应用树脂会导致树脂在固化过程中产生过多的热量。一旦正确混合,树脂在某个区域涂得太厚时仍会积聚过多的热量。这在层压过程中不太常见,但在浇铸树脂或深固树脂上更常见,并且会导致固化件出现雾化或变黄效果。树脂与硬化剂的适当比例、有效的混合和适当的厚度应用将确保树脂在固化过程中不会承受过度的热暴露。

面漆(清漆)

聚氨酯或聚酯船用面漆的作用是保护其免受氧化和紫外线降解,从而有效地阻挡它。根据应用或设计,可以在固化的环氧树脂、聚酯或层压部件的顶部涂上面漆或清漆。面漆和清漆具有出色的抗紫外线能力,可应用于环氧树脂、聚酯和乙烯基酯表面。面漆应用通常会给树脂带来无与伦比的光泽,并随之提供高度保护。面漆与“透明涂层”部件的工艺大致相同,可以通过喷涂或刷涂。

通常最好的结果是在碳纤维部件上使用“2K”或 2 份聚氨酯清漆或清漆,1 份聚氨酯在紫外线防护或质量方面不如“2K”产品有效。

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