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环氧树脂变黄或混浊以及如何防止它?

环氧树脂以当今市场上一些最坚固、最耐用的树脂而闻名。然而,它的主要缺点之一在于它在暴露于室外环境时会降解。这种降解导致环氧树脂“变黄”所反映的变色。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退化有助于确保采取适当的保护环氧树脂的措施,并且可以在选择使用的各种产品时加以考虑。

环氧树脂变黄或混浊以及如何防止它?

环氧树脂:紫外线照射和氧化

当暴露于来自太阳的紫外线能量时,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机械性能良好的原因之一。然而,当环氧树脂暴露在紫外线下时,其化学结构会受到震动,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。随之发生的环氧树脂氧化导致树脂泛黄。黄变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。由于环氧树脂一直不受紫外线和氧气的保护,因此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。

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采用紫外线添加剂配制而成,而许多环氧树脂则不含任何成分。它越是受到条件的不可逆转的攻击,直到复合材料或树脂变得无用为止。

环氧树脂变黄或混浊以及如何防止它?

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。当添加到环氧树脂混合物或产品中时,添加剂的作用是控制紫外线中的自由基,而不是让它们被氧化。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 的有效性受到环氧树脂混合物中可放置多少吸收剂的限制。

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,有时与吸收剂并排放置,并通过与氧气结合来提供环氧结构内的稳定性而不是降解它。稳定剂为紫外线降解和泛黄提供了更长期的解决方案,使用这种化学物质为暴露在阳光下的部件提供保护和持久的清晰光泽。

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破裂,然后失去其机械性能。那么,有人可能会问,世界领先的船用树脂怎么连防水都不防水?答案在于胶衣和船用面漆。这些应用于零件的表面以防止其暴露在外。胶衣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的水侵入。胶衣通常是由聚酯树脂制成的部件的第一次涂层的一部分,然后施加玻璃纤维和聚酯树脂基体。固化后,将海洋面漆应用于聚酯树脂。

热降解

始终按照制造商的说明混合所有树脂非常重要。未能正确混合和涂抹树脂会导致树脂在固化过程中产生过多热量。一旦混合得当,当在某个区域涂得太厚时,树脂仍然会积聚过多的热量。这在层压过程中不太常见,但在浇注树脂或深固化树脂中更常见,并且会导致固化件产生雾化或泛黄效果。树脂与硬化剂的适当比例、有效混合和适当的厚度应用将确保树脂在固化过程中不会受到过多的热暴露。

面漆(透明涂层)

聚氨酯或聚酯船用面漆通过保护其免受氧化和紫外线降解而起作用,有效地阻止它。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应用面漆或清漆。面漆和清漆具有很好的抗紫外线性能,可用于环氧树脂、聚酯和乙烯基酯表面。面漆应用通常使树脂具有无与伦比的光泽,并具有与之相伴的高度保护。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方式进行施工。

通常最好的结果是通过在碳纤维部件上使用“2K”或 2 份聚氨酯清漆或清漆来实现的,注意 1 份聚氨酯在紫外线防护或质量方面不会像“2K”产品那样有效。

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