CN100509378C - 一种玻璃钢材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃钢技术领域，具体地讲公开了一种玻璃钢材料及其制备工艺。其主要技术方案为：由若干层的经过在胶木树脂中添加了金属粉后预浸的玻璃纤维层和由聚酯树脂经过添加叔丁酯、硬脂酸锌、填料、金属粉、增强纤维加工成的聚酯树脂片材间隔叠加压制而成。由上述工艺制备出的玻璃钢材料具有机械强度高、剪切力和抗弯强度大和良好的耐磨性能。该玻璃钢材料可以代替金属板材制造货运火车的车厢箱体、轮船的外壳船体。

Description

一种玻璃钢材料及其制备工艺

技术领域

本发明属于玻璃钢技术领域，具体地讲公开了一种具有高耐磨强度和机械强度的玻璃钢材料。

现有技术

玻璃钢是一种具有一定的机械强度、抗腐蚀性能优良、质轻价廉的材料，广泛用于各种容器和管道的制造；但是由于该种材料的刚性、韧性和耐磨性能无法与金属钢板相比，目前的玻璃钢材料尚无法完全代替钢板，制造诸如货运火车的车厢箱体、轮船的外壳船体等机械强度、耐磨性能要求较高和具有一定韧性的板材仍然需要由钢板制造。而

专利申请号为93105179.7、公开号为CN1100365A的发明专利申请，公开了一种金属复合玻璃钢材料。该金属复合玻璃钢材料是经过将有色金属粉末与玻璃钢用树脂搅和，将搅和后的金属粉末与树脂混合物均匀涂刷在光洁的面上。静止沉积固化后，或剥离将固化物移到成型模具上，或不剥离仍放在板面上，在固化曾表面覆盖无捻玻璃纤维布。同时在玻璃纤维布上涂刷树脂，得到金属复合玻璃钢材料。利用该工艺制备出的金属复合玻璃钢材料，由于为了得到光滑的表面，使得混合于树脂中的金属粉末静止沉积于其侧面，因此所制备出的金属复合玻璃钢材料，仅仅具有光滑的表面，而该种材料的刚性、韧性和耐磨性能仍然无法与金属钢板相比，不能满足替代金属钢板的需要。

发明的内容

本发明的第一目的就是提供一种能够与金属钢板的刚性、韧性和耐磨性能参数相当的玻璃钢材料。

本发明的第二目的就是提供一种制备上述玻璃钢材料的生产工艺。

实现本发明第一目的所提出的技术方案为：

一种玻璃钢材料，其特征在于，由若干层的

由经过在75—90重量份胶木树脂中添加了15—20重量份金属粉后预浸的玻璃纤维层和

由20一35重量份的聚酯树脂经过添加0.2—0.4重量份叔丁酯、0.8—1.2重量份硬脂酸锌、20—35重量份填料、8—18重量份金属粉和20—35重量份由含有1—3厘米长的短纤维与增强纤维织物的混合纤维构成的增强纤维加工成的聚酯树脂片材

另外，所述金属粉为单一金属粉或有多种金属构成的合金粉；所述金属粉的粒度为150——300目；所述的聚酯树脂片材的厚度在3—5毫米间。

实现本发明第二目的所提出的技术方案即：

制备本发明所提出的一种玻璃钢材料的工艺包括下列步骤：

第一步 玻璃纤维布的制备

——按比例在胶木树脂中添加金属粉经过搅拌后混合形成树脂液，将玻璃纤维布置入树脂液中进行预浸；

——将预浸树脂液的玻璃纤维布取出，经过干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

——按比例取出聚酯树脂，分别加入叔丁酯、硬脂酸锌、填料、玻璃纤维、含有1—3厘米长的短纤维与增强纤维织物的混合纤维构成的增强纤维织物和金属粉，进行充分搅拌后加工成聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

将玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，铺层时在各层间涂上一层环氧树脂，至若干层厚，后进行高温模压成型。

第四步 合模固化：

将模具加热并辊压成型。

第五步 开模，修整成型、入库。

其中，所述的合模固化的温度为120—160℃；所述的合模固化的时间为8—15分钟。

利用本发明提供的工艺所加工成型的一种玻璃钢材料，与现有技术相比具有以下优点：其一，该种玻璃钢材料采用了胶木树脂、环氧树脂构成因此所制备成的玻璃钢材料具有机械强度高的优点；其二，在制备该种玻璃钢的聚酯树脂中不仅添加了短纤维，而且还按一定的比例添加了增强纤维织物，因此大大提高了所制备成的玻璃钢材料的剪切力和抗弯强度；其三，在制备该种玻璃钢的预浸了胶木树脂的玻璃纤维补种、聚酯树脂中添加了细金属粉，并且使其能够均匀的分布，因此使得所制备成的玻璃钢材料不仅具有象金属一样的硬度，提高了其抗冲击性能，而且大大提高了其耐磨性能。

经检测，上述玻璃钢材料的主要技术指标可以达到：氧指数大于80，燃烧性能属不燃；抗冲击强度大于280KJ/CM2(抗冲击强度≥200KJ/m²)，与同厚度金属钢板的抗冲击强度相当；导热系数小于0.25W/M.K；抗弯强度大于180Mpa，抗变性与同等厚度的钢板相当，是普通无机玻璃钢板的6—10倍以上，抗压强度≥100Mpa；另外，利用本发明提供的制备一种玻璃钢材料，没有三废产生，不存在环境污染的优点。

利用上述玻璃钢材料可以代替金属钢板制备各种容器车辆船舶的壳体、板材，并且具有轻质、高强、耐磨，耐腐蚀、耐高温、耐候性能好和使用寿命长等优点。

具体实施方式

下面结合实施例(制备12×1200×2400毫米的一种玻璃钢材料)对本发明提供的一种玻璃钢材料及其制备工艺作进一步的详细说明：

以下实施例中所采用的胶木树脂均为由上海化工厂和无锡合成材料厂共同研制生产的产品，最好采用系列产品中的JMZ—951型。

实施例1

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为200目的金属铁粉15公斤，加入到90公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为100℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取20公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.2公斤的叔丁脂作固化剂、1.0公斤的硬脂酸锌做脱模剂、25公斤的氢氧化铝作填料、5公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、20公斤的玻璃纤维织物和重量为15公斤、粒度为200目的金属铁粉，进行充分搅拌后加工成厚度为3毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂盆一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺25层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至160℃固化成型，该工序在12分钟内完成；

第五步 开模，修整成型、入库

成型的厚度为14毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

实施例2

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为250目的金属铁、钼、钨的合金粉18公斤，加入到85公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为150℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取35公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.25公斤的叔丁脂作固化剂、0.8公斤的硬脂酸锌做脱模剂、30公斤的氢氧化铝作填料、3公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、30公斤的玻璃纤维织物和重量为8公斤、粒度为250目的金属铁、钼、钨的合金粉，进行充分搅拌后加工成厚度为3毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂喷0.25公斤的一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺20层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至150℃固化成型，该工序在10分钟内完成；

第五步 开模，修整成型、入库

成型的厚度为12毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

实施例3

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为300目的金属铁、钨、镍的合金粉16公斤，加入到80公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为120℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取30公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.4公斤的叔丁脂作固化剂、1.2公斤的硬脂酸锌做脱模剂、35公斤的氢氧化铝作填料、2公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、18公斤的玻璃纤维织物和重量为10公斤、粒度为300目的金属铁、钨、镍的合金粉，进行充分搅拌后加工成厚度为3毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂涂喷0.15公斤的一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺15层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至130℃固化成型，该工序在15分钟内完成；

第五步 开模，修整成型、入库

成型的厚度为11毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

实施例4

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为150目的金属钨、铁、铜合金粉16公斤，加入到75公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为130℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取25公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.3公斤的叔丁脂作固化剂、1.0公斤的硬脂酸锌做脱模剂、20公斤的氢氧化铝作填料、4公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、25公斤的玻璃纤维织物和重量为18公斤、粒度为150目的金属钨、铁、铜合金粉，进行充分搅拌后加工成厚度为4毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂涂喷0.10公斤的一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺25层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至150℃固化成型，该工序在10分钟内完成；

第五步开模，修整成型、入库

成型的厚度为13毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

实施例5

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为200目的金属铁粉15公斤，加入到90公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为145℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取30公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.35公斤的叔丁脂作固化剂、0.8公斤的硬脂酸锌做脱模剂、25公斤的氢氧化铝作填料、5公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、25公斤的玻璃纤维织物和重量为12公斤、粒度为200目的金属铁粉，进行充分搅拌后加工成厚度为5毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂涂喷0.15公斤的一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺25层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至130℃固化成型，该工序在12分钟内完成；

第五步开模，修整成型、入库

成型的厚度为13毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

实施例6

第一步 玻璃纤维布的制备

取粒度为300目的金属铁、钨和镍的合金粉20公斤，加入到80公斤的胶木树脂中，搅拌混合均匀，取1200×2400毫米的玻璃纤维布置入混合形成树脂液中进行预浸；

将挂满树脂液的玻璃纤维布取出，在设定为温度为140℃的干燥环境中干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

取25公斤的聚酯树脂，然后在其中分别加入0.3公斤的叔丁脂作固化剂、1.2公斤的硬脂酸锌做脱模剂、30公斤的氢氧化铝作填料、2公斤的长度为1.5—2厘米的短切玻璃纤维、28公斤的玻璃纤维织物和重量为16公斤、粒度为300目的金属铁、钨和镍的合金粉，进行充分搅拌后加工成厚度为3毫米的聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

取烘干形成的玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，并在各层间涂涂喷0.20公斤的一层环氧树脂，玻璃纤维布片共铺15层，且最上层和最下层均为聚酯树脂片材；

第四步 合模固化：

合模加温至120℃固化成型，该工序在12分钟内完成；

第五步 开模，修整成型、入库

成型的厚度为12毫米厚的玻璃钢材料脱模，用砂纸打面去除玄光，修边入库。

聚酯树脂片材的厚度决定着所制备的玻璃钢材料的耐磨性能和抗压性能：其厚度选在3—5毫米间，可以使玻璃钢材料的耐磨性能和抗压性能和影响抗弯曲性能的玻璃纤维布达到合适的比例，使得玻璃钢材料的耐磨性能、抗压性性能和抗弯曲性能。

Claims (7)

1、一种玻璃钢材料，其特征在于，由若干层的

由经过在75—90重量份胶木树脂中添加了15—20重量份金属粉后预浸的玻璃纤维层和

由20—35重量份的聚酯树脂经过添加0.2—0.4重量份叔丁酯、0.8—1.2重量份硬脂酸锌、20—35重量份填料、8—18重量份金属粉和20—35重量份由含有1—3厘米长的短纤维与增强纤维织物的混合纤维构成的增强纤维加工成的聚酯树脂片材

间隔叠加，并在每个夹层间涂上1—2重量份的环氧树脂压制而成。

2、如权利要求1所述的一种玻璃钢材料，其特征在于：所述金属粉为单一金属粉或有多种金属构成的合金粉。

3、如权利要求1或2所述的一种玻璃钢材料，其特征在于：所述金属粉的粒度为150——300目。

4、如权利要求1所述的一种玻璃钢材料，其特征在于：所述的聚酯树脂片材的厚度在3—5毫米间。

5、制备权利要求1所述的一种玻璃钢材料的工艺，其步骤为：

第一步 玻璃纤维布的制备

——按权利要求1的比例在胶木树脂中添加金属粉经过搅拌后混合形成树脂液，将玻璃纤维布置入树脂液中进行预浸；

——将预浸树脂液的玻璃纤维布取出，经过干燥形成玻璃纤维布片；

第二步 对聚酯树脂的处理

——按权利要求1的比例取出聚酯树脂，分别加入叔丁酯、硬脂酸锌、填料、玻璃纤维、含有1—3厘米长的短纤维与增强纤维织物的混合纤维构成的增强纤维织物和金属粉，进行充分搅拌后加工成聚酯树脂片材备用；

第三步 铺层

将玻璃纤维布片和聚酯树脂片材间隔叠加铺设至模具中，铺层时在各层间涂上一层环氧树脂，至若干层厚，后进行高温模压成型。

第四步 合模固化：

将模具加热并辊压成型。

第五步 开模，修整成型、入库。

6、如权利要求5所述的制备一种玻璃钢材料的工艺，其特征为，所述的合模固化的温度为120—160℃。

7、如权利要求5所述的制备一种玻璃钢材料的工艺，其特征为，所述的合模固化的时间为8—15分钟。