CN101173088A

CN101173088A - 植物纤维复合玻璃钢材料及其制备工艺

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Publication number: CN101173088A
Application number: CNA2006101501597A
Authority: CN
Inventors: 陈志勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-05-07

Abstract

一种植物纤维复合玻璃钢材料，包括不饱和聚酯树脂，其特征在于该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的重量百分比如下：不饱和聚酯树脂30～80％，植物纤维5～64.8％，添加剂5～45％，固化剂0.2～5％。该植物纤维玻璃钢材料用资源丰富植物纤维代替玻璃纤维作为玻璃钢材料的基体和赋型材料，有效降低了原料成本，同时该玻璃钢材料又具有玻璃纤维增强玻璃钢材料的优异性能，废弃后的玻璃钢材料的基体易于腐化，有效降低了玻璃钢废弃物对环境的污染。该植物纤维玻璃钢材料可广泛用于汽车的保险杠、仪表盘、引擎罩、行李舱、灯框、车门、车壳等零部件制作，以及船舶构件、土建防腐工程、建筑和路政设施和体育用品的制造。

Description

植物纤维复合玻璃钢材料及其制备工艺

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其设计一种用植物纤维代替玻璃纤维制作玻璃钢的复合材料及其制备工艺。

背景技术

玻璃钢材料作为一种性能优越的复合材料在众多领域得到广泛的应用。它不受特定材料性能的限制，因此可以选择不同的组分材料，设计成轻质高强、防腐、绝缘、耐磨、防火等功能的复合材料。常用的玻璃钢复合材料是以玻璃纤维作为不饱和聚酯树脂基体的增强材料。它具有耐腐蚀、高强度的优点，可以用于代替金属和其它复合材料用作管道、结构件、容器等的制造。

玻璃纤维和聚酯树脂基体的玻璃钢材料虽然具有其它材料所无法比拟的优异性能，但是该玻璃钢材料制成品在废弃后，无法回收利用，玻璃纤维和聚酯树脂复合体又在长时间内无法分解，对再利用和环境造成很大的负面影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能优异、成本低、废弃物易于处理和回收的植物纤维复合玻璃钢材料及其制备工艺，在提供几乎同等性能玻璃钢材料的同时，有效降低玻璃钢废弃物对环境的负面影响。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种植物纤维复合玻璃钢材料，包括不饱和聚酯树脂，其特征在于该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 30～80％

植物纤维 5～64.8％

添加剂 5～45％

固化剂 0.2～5％

进一步的讲，该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 30～70％

植物纤维 15～45％

添加剂 5～45％

固化剂 2～5％

该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的具体重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 50％

植物纤维 30％

添加剂 18％

固化剂 2％

所述的不饱和聚酯树脂选自邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂。

所述的植物纤维选自麻纤维和竹纤维。

所述的添加剂为碳酸钙、滑石粉、石膏或陶土。

所述的固化剂为有机过氧化物过氧化甲乙酮、环烷酸钴、氢过氧化枯烯或过氧化苯甲酰。

该植物纤维复合玻璃钢材料的制备工艺，其特征在于该工艺包括：将机械加工得到的竹纤维或者经过碱处理的麻纤维、竹纤维，与不饱和聚酯树脂溶液、添加剂和固化剂放入模具中，升温固化成型。

所述的碱处理是用氢氧化钠溶液对麻纤维或竹纤维进行纤维表面处理。

所述的碱处理是将粗麻纤维、粗竹纤维置于氢氧化钠溶液中，在100～120℃下进行纤维的表面处理。

植物纤维特别是麻纤维和竹纤维具有良好的弹性和韧性，可产生麻纤维的麻类植物为一年生草本植物，竹在我国资源非常丰富，同时生长速度较快。粗麻纤维和粗竹纤维拉力强、有弹性、耐冲击、来源广、易加工，不饱和聚酯树脂和麻、竹等植物纤维复合就具有了玻璃钢的优异性能。本发明所采用的植物纤维可以是粗麻纤维或粗竹纤维，即经过简单的机械挤压加工得到的粗竹纤维，也可以是将该粗纤维进行碱液浸泡处理后的竹纤维或麻纤维。经过处理后的麻纤维、竹纤维具有树脂浸润性，能够与树脂很好的融合，但这又增加了植物纤维复合玻璃钢的密度，同时具有良好的力学性能。未经过碱液处理的粗纤维虽然与树脂的结合性能有所降低，但密度降低。

为降低植物纤维玻璃钢材料的密度，有利于搬运等其他作业，可以根据植物纤维玻璃钢材料的用途添加不同比例的碳酸钙、滑石粉、石膏或陶土填料，这也能降低该玻璃钢材料的制作成本。

本发明的有益效果在于，该植物纤维玻璃钢材料用资源丰富植物纤维代替玻璃纤维作为玻璃钢材料的基体和赋型材料，有效降低了原料成本，同时该玻璃钢材料又具有玻璃纤维增强玻璃钢材料的优异性能，废弃后的玻璃钢材料的基体易于腐化，有效降低了玻璃钢废弃物对环境的污染。该植物纤维玻璃钢材料可广泛用于汽车的保险杠、仪表盘、引擎罩、行李舱、灯框、车门、车壳等零部件制作，以及船舶构件、土建防腐工程、建筑和路政设施和体育用品的制造。

具体实施方式

实施例1按如下重量配比选取各原料：邻苯型不饱和聚酯树脂50kg，粗竹纤维30kg，轻质碳酸钙添加剂18kg，固化剂环烷酸钴2kg。其中的粗竹纤维是将竹材进行机械挤压、筛选得到的粗竹纤维。

将邻苯型不饱和聚酯树脂调配成溶液，与粗竹纤维和轻质碳酸钙混合均匀后一同放入模具中，缓慢升温使聚酯树脂在固化剂的作用下聚合固化成型。然后脱模，进行裁切加工，得到竹纤维玻璃钢材料的结构件。该结构件具有质量轻、耐腐蚀、高强度的性能，可用作汽车仪表盘和土建防腐工程件。

实施例2按如下重量配比选取各原料：双酚A不饱和聚酯树脂80kg，竹纤维14.8kg，熟滑石粉添加剂5kg，固化剂过氧化甲乙酮0.2kg。其中的竹纤维是将竹材进行机械挤压、筛选得到粗竹纤维，将该粗竹纤维放入20g/L的氢氧化钠溶液中升温到100℃进行碱处理得到的竹纤维。

将双酚A不饱和聚酯树脂调配成溶液，与竹纤维和熟滑石粉混合均匀后一同放入模具中，缓慢升温使聚酯树脂在固化剂的作用下聚合固化成型。然后脱模，进行裁切加工，得到竹纤维玻璃钢材料的结构件。该结构件具有耐腐蚀、高强度、韧性好的性能，可用作汽车保险杠和体育用品的制作。

实施例3按如下重量配比选取各原料：间苯型不饱和聚酯树脂30kg，粗竹纤维64.8kg，石膏添加剂5kg，固化剂氢过氧化枯烯0.2kg。其中的粗竹纤维是将竹材进行机械挤压、筛选得到的粗竹纤维。

将间苯型不饱和聚酯树脂调配成溶液，与粗竹纤维和石膏混合均匀后一同放入模具中，缓慢升温使聚酯树脂在固化剂的作用下聚合固化成型。然后脱模，进行裁切加工，得到竹纤维玻璃钢材料的结构件。该结构件具有质量轻、成本低、耐腐蚀的性能，可用作土建防腐工程件。

实施例4按如下重量配比选取各原料：双酚A不饱和聚酯树脂35kg，竹纤维15kg，龙岩陶土添加剂45kg，固化剂过氧化苯甲酰5.0kg。其中的竹纤维是将竹材进行机械挤压、筛选得到粗竹纤维，将该粗竹纤维放入30g/L的氢氧化钠溶液中升温到120℃进行碱处理得到的竹纤维。

将双酚A不饱和聚酯树脂调配成溶液，与竹纤维和熟滑石粉混合均匀后一同放入模具中，缓慢升温使聚酯树脂在固化剂的作用下聚合固化成型。然后脱模，进行裁切加工，得到竹纤维玻璃钢材料的结构件。该结构件具有耐腐蚀、高强度的性能，可用作汽车车门、灯罩。

Claims

1.一种植物纤维复合玻璃钢材料，包括不饱和聚酯树脂，其特征在于该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 30～80％

植物纤维 5～64.8％

添加剂 5～45％

固化剂 0.2～5％

2.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 30～70％

植物纤维 15～45％

添加剂 5～45％

固化剂 2～5％

3.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于该植物纤维复合玻璃钢材料的原料组成的具体重量百分比如下：

不饱和聚酯树脂 50％

植物纤维 30％

添加剂 18％

固化剂 2％

4.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂选自邻苯型聚酯树脂、间苯型聚酯树脂、双酚A型聚酯树脂和乙烯基酯树脂。

5.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于所述的植物纤维选自麻纤维和竹纤维。

6.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于所述的添加剂为碳酸钙、滑石粉、石膏或陶土。

7.根据权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料，其特征在于所述的固化剂为有机过氧化物过氧化甲乙酮、环烷酸钴、氢过氧化枯烯或过氧化苯甲酰。

8.权利要求1所述的植物纤维复合玻璃钢材料的制备工艺，其特征在于该工艺包括：将机械加工得到的竹纤维或者经过碱处理的麻纤维、竹纤维，与不饱和聚酯树脂溶液、添加剂和固化剂放入模具中，升温固化成型。

9.根据权利要求8所述的植物纤维复合玻璃钢材料的制备工艺，其特征在于所述的碱处理是用氢氧化钠溶液对麻纤维或竹纤维进行纤维表面处理。

10.根据权利要求9所述的植物纤维复合玻璃钢材料的制备工艺，其特征在于所述的碱处理是将粗麻纤维、粗竹纤维置于氢氧化钠溶液中，在100～120℃下进行纤维的表面处理。