如何提高复合材料的耐高温性能，颜料色浆的化学结构与热稳定性之间关系
发布时间：2020-02-19 11:02:29 点击率：
如何提高复合材料的耐高温性能，和耐老化性能是很多复合材料从业人员非常关切的问题。
依据颜料色浆的应用范围和着色对象不同，在要求具有足够耐光性，耐气候，耐溶剂，耐迁移的同时，还应具有令人满意的耐热性。经历一定的时间材料表面不发生明显的色相，色光和色力变化，尤其在热固性复合材料，塑料，橡胶，硅胶复合等着色的色浆，更应具有优良的热稳定性，例如用于像胶着色的色浆就应与硫化过程的反应温度下具有一定的热稳定性；用于热固性复合材料（饱和聚酯改性环氧树脂，线性酚醛环氧树脂，卤代环氧树脂，高温固化不饱和聚酯树脂，乙烯基树脂，聚胺脂树脂等）在加工成型温度下不改变色光，对成品其它物性不产生影响。作为食品包装材料使用时在高温消毒过程不发生分解等。
由于各种不同类型的树脂成型温不同，比如饱和聚酯改性环氧树脂成型温在180度十五分钟以上，部分线性酚醛环氧树脂成型温在240度，采用高温固化剂交联的不饱和聚酯树脂成型温度普遍在160-200度20-45分钟之间，聚胺脂树脂则大多在240度以上。很多采用封闭型固化剂的聚胺脂复合材料成型温度甚至在280度以上，聚四氟乙烯类加工温度也在280度，以及PEEK，高温POM成型都在350度以上。
影响复合材料终颜色效果的因素主要有以下几个方面
1、包括成型树脂本身的热稳定性，例如有些树脂本身受热时会发生颜色变化如邻苯型的不饱和聚酯树脂，在高温环境下容易发生泛黄，聚醚改性环氧树脂，超过240度会分散粉化，大多的亚克力树脂高温容易黄变，
2、交联助剂反应过程中的副产物，如氯化氢，会导致不耐酸的色浆变色，如天蓝色，群青色，苯酚树脂，聚酰胺树脂加工生成的还原性副产物，会导致色浆中的颜料分子发生氧化环原反应隐色体致使发生色光改变
3、功能助剂不耐温，成型过程发生分解，
4、其中更主要的影响因素是色浆中采用的颜料本身结构发生的变化，例如大红色，汽巴化学的2BP，瑞士科莱恩化学的F5RK，在受热时会增加蓝光，而当它吸收水分时，又会变成黄光红色，而A晶型酞青蓝在受热220度以上时会从红光蓝色转变为绿色蓝色的B-CUPC。
因此改变色浆中所含颜料分子结构，提高复合材料成型过程耐温性能及成品在后期使用过程中的长时间受温稳定性为关键核心。
经过蒂森公司与染色剂研发生产企业的合作生产中，积累了技术应用经验，提高复合材料颜色效果耐高温性能。
一、改变色浆中颜料分子结构，增加颜料的相对分子质量，如部分常规颜料，鲜红，玫红，所采用的2030红色和耐晒黄94号黄的相对分子质量从400-600增加至，1000-1500，不仅色光更加鲜艳，着色力高，而且耐光性（户外耐晒性），耐迁移性都有明显改善。随着分子质量的增加，基熔点明显提高，从250度熔点（成品180度开始变色）提升到315度熔点（240度才开始变色），蒂森公司目前正在配合染色剂企业合作开发了大分子型颜料产品，相对分子质量达到2000-4000左右，具有更强的耐溶剂，更优异的耐迁移性，色牢度有了质的飞越
二、分子中引入卤代原子，改变色浆的极性，可以提高热稳定性，此方案在聚酯和聚丙烯纤维的原浆着色中已经有很成熟的运用。
三、分子中具有稠合结构，，如蒽缔蒽酮及紫蒽酮氯化衍生物。
四、分子中引入极性取代基团，如氰基及氯基，甲氧基，邻氯乙酰基，乙酰苯胺偶合物，分子内形成氢键，增加色浆中颜料分子的共平面性，降低了-N=N-基的电子密度
五、采用高分子型分散剂替代色浆的小分子型润湿剂，以提高整体的耐高温，抗游离，解决析出问题。
