CN102977574A - 玻璃钢固化剂组合物、其制成的玻璃钢复合材料及电缆槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃钢材料固化剂组合物、由其制成的玻璃钢材料及电缆槽。本发明的玻璃钢材料固化剂组合物，其组成如下，以重量份计：不饱和聚酯树脂50-60，氢氧化铝15-20，硬脂酸锌1-2，脱模剂0.2-0.5，过氧化苯甲酰0.5-1，过氧化苯甲酰叔丁酯0.5-1，抗氧化剂0.1-0.2，紫外线吸收剂0.1-0.2，抗静电剂0.1-0.2。采用挤拉成型工艺制备成玻璃钢材料。采用本发明提供的固化剂组合物制备的玻璃钢材料，生产成本低、轻质高强，即使在极端的湿热环境下也具有良好的耐候性。

Description

玻璃钢固化剂组合物、其制成的玻璃钢复合材料及电缆槽

技术领域

本发明涉及玻璃钢制作领域，特别是一种玻璃钢固化剂组合物、其制成的玻璃钢材料及电缆槽。

背景技术

随着社会的进步，科学技术的发展，信息的对于人类的作用和价值越发显得重大，而信息传输的载体——电缆的安全防护用材，也日益受到人们的重视。现有技术中常用的电缆保护设施是电缆槽，其主要钢制材料和菱镁复合材料都存在一定缺陷，易锈蚀或耐久性差。于是有人提出以玻璃钢材料代替钢制材料和菱镁复合材料，以克服钢笨重易锈蚀、菱镁复合材料强度低耐久性差的缺陷，并得到了很好的效果。

玻璃钢，即玻璃纤维增强树脂材料。一般指用不饱和聚脂、不饱和聚酯树脂或酚醛树脂作基体，玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。不饱和聚酯树脂属于热固性树脂，由不饱和二元酸、饱和多元醇、多元酸聚合物与含不饱和键单体混合，呈粘稠液态，加入固化剂和促进剂经混合，常温下交联固化或者只加入固化剂经过加热后固化成为不溶不融的塑料。

但现有技术制备的玻璃钢材料通常存在机械强度较低，易燃，且容易受到外界环境的影响的缺陷，尤其是在昼夜温差大，潮湿，紫外线照射强的环境下容易发生老化降解。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种玻璃钢复合材料固化剂组合物，制备玻璃钢的方法和由这种玻璃钢制成的电缆槽。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种玻璃钢材料固化剂组合物，其组成如下，比例以重量份计：

本发明的玻璃钢固化物复合材料中，所述不饱和聚酯树脂是由不饱和二元羧酸或酸酐、饱和二元羧酸或酸酐与二元醇缩聚而成，最好是1,3-异苯并呋喃二酮与2,5-呋喃二酮和2,2'-氧代二乙醇的聚合物，例如943不饱和聚酯树脂。

所述氢氧化铝作为一种填料剂具有脱水阻燃，能够改变玻璃钢材料的可燃性，达到阻燃的效果。

所述脱模剂是DA-3脱模剂或CX-2脱模剂；

所述过氧化苯甲酰叔丁酯，被广泛应用在片状模塑料（SMC）、团状模塑料（BMC）、团状模塑料（DMC）等拉挤成型工艺中，同时，也可以同一些活性更高的如过氧化丁酮（MEPK）、过氧化苯甲酰（BPO）或过氧化2-乙基己酸叔丁酯（TBPO）等组成双组份固化体系应用，在玻璃钢拉挤成型工艺润滑性、减摩性优良。

所述抗氧化剂是四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的固化稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。

所述紫外线吸收剂是2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，能够有效吸收290-400纳米的紫外光，几乎不可吸收可见光，特别适合用于浅色透明制品。对光、热稳定性能好，在200℃下不分解。

所述抗静电剂是石墨，是一种性能优良的抗静电填料。

本发明中氢氧化铝粉末材料，既增强了玻璃钢材料阻燃性能，又能起到填料作用。

本发明中硬脂酸锌粉末材料，改良成型工序，起固化促进作用，成型后表面光平。

本发明中紫外线吸收剂和抗氧化剂组合使用,其防老化效果比单独加入任何一种的效果都好。两者产生协同效应，抗氧化剂使紫外线吸收剂吸收紫外光波的强度变大,波长变宽；紫外线吸收剂和抗氧剂配合使用,有效抑制了老化反应。

采用本发明的固化剂组合物制得的玻璃钢材料耐候性能优良。

根据本发明的玻璃钢固化物复合材料的一种优选的具体实施方式，其组成如下，比例以重量份计：

本发明提供一种使用上述玻璃钢固化剂组合物，通过挤拉装置制备玻璃钢材料的方法，步骤如下：

步骤1，以重量份比例计量称取以下组分：

步骤2，将所述脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以10-20m/s的线速度搅拌1-5min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以10-22m/s的线速度搅拌3-10min，得不饱和聚酯树脂胶液；

步骤3，取玻璃纤维无捻纱在经过步骤2处理的不饱和聚酯树脂胶液中充分浸润；

步骤4，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度40～80cm/min，最后进行定尺切割；

所述步骤4的成型模具应具有三个温度区：第一温度区75-105℃，第二温度区155-180℃，第三温度区185-205℃；

上述步骤3到步骤4中，无捻纱从浸润到进入模具固化的过程控制在1-5min中之内完成。

根据该制备方法的一种优选具体实施方式，其步骤如下：

步骤1，以重量份计量称取以下组分：

步骤2，将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以15m/s的线速度搅拌2min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以20m/s的线速度搅拌5min，得不饱和聚酯树脂胶液；

步骤3，取玻璃纤维无捻纱和缝边毡在经过步骤2处理的不饱和聚酯树脂胶液中充分浸润；

步骤4，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度60cm/min，最后进行定尺切割；

所述步骤4的成型模具应具有三个温度区：第一温度区80℃，第二温度区160℃，第三温度区190℃；

上述步骤3到步骤4中，无捻纱从浸润胶液到进模的过程控制在1～4min中之内完成。

本发明还提供一种用本发明玻璃钢材料制成的电缆槽，所述电缆槽包括槽体2、槽盖1，所述槽体2包括两侧壁21和槽底22，所述槽盖1包括盖顶11和两侧壁12，所述槽盖1与槽体2为卡式连接。

上述电缆槽中，槽体两侧壁分别设有定位槽23；槽盖两侧壁12上分别设有条形内凸缘13，所述条形内凸缘13与槽体侧壁21上设置的定位槽23卡式连接配合。

在本发明中，玻璃纤维无捻纱和缝边毡是指由玻璃纤维短切并经乳剂粘结剂粘结而成的玻璃纤维毡，或指无任何粘结剂和其它缝编材料、以一定线密度的连续玻璃纤维无定向成圈状分布成一定厚度的基材，经针刺机针刺后，靠纤维之间相互勾接在一起而成的制品。与不同基体树脂有良好的兼容性，适用于模压、挤拉等多种成型工艺，增强改性聚丙烯、环氧和不饱和聚酯树脂；或指无任何粘结剂、釆用不同角度的无碱无捻直接粗纱编织而成的基材。玻璃毡适用于增强不饱和聚酯树脂，具有良好的机械力学性能和工艺性能。

缝边毡短切玻璃纤维从50mm至60cm不等，均可用缝编机将其缝合成短切纤维或长纤维毡，前者可用于玻璃纤维纱在若干用途方面代替传统的粘结剂粘结的短切毡，后者则在一定程度上代替连续原丝毡。它们的共同优点是不含粘结剂，避免了生产过程的污染，同时浸透、结合性能好。

在本发明中，所述拉挤装置和热固化装置均为现有技术中惯用的玻璃钢生产设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用本发明玻璃钢固化剂组合材料制备的玻璃钢，具有阻燃、轻质高强、不易老化，耐腐蚀，性能稳定等优点。用本发明制备的玻璃钢材料制成的电缆槽，能实现自动化生产、机械强度良好、外形美观整体布局合理，性能优越免维护、施工方便、安装简单，无需使用传统电缆槽安装必须要用到的抱箍等优点。

附图说明

图1是本发明玻璃钢制备的电缆槽的截面图；

图中标记：1-槽盖，2-槽体，3-连接板，11-盖顶，12-槽盖侧壁，13-条形内凸缘，21-槽体侧壁，22-槽底，23-定位槽。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

称取以下组分：不饱和聚酯树脂50Kg，氢氧化铝15Kg，硬脂酸锌1Kg，DA-3脱模剂0.35Kg，过氧化苯甲酰0.6Kg，过氧化苯甲酰叔丁酯0.75Kg，抗氧化剂0.15Kg，紫外线吸收剂0.15Kg，抗静电剂0.15Kg。将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以15m/s的线速度搅拌2min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以20m/s的线速度搅拌5min，得不饱和聚酯树脂胶液；取1100tex玻璃纤维无捻纱在上述胶液中充分浸润，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具，成型模具结构如附图1，进行固化成型，牵引速度60cm/min，成型模具三个温度区：第一温度区80℃，第二温度区160℃，第三温度区190℃，最后进行定尺切割，得到玻璃钢复合材料电缆槽。

取制得玻璃钢材料按照相关国标进行测试，结果如下表：

表1实施例1制备玻璃钢材料常规性能参数

实施例2

称取以下组分：不饱和聚酯树脂60Kg，氢氧化铝20Kg，硬脂酸锌2Kg，CX-2脱模剂0.5Kg，过氧化苯甲酰1Kg，过氧化苯甲酰叔丁酯0.5Kg，抗氧化剂0.1Kg，紫外线吸收剂0.1Kg，抗静电剂0.19Kg。将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以20m/s的线速度搅拌5min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以22m/s的线速度搅拌10min，得不饱和聚酯树脂胶液；取2200tex玻璃纤维无捻纱在上述胶液中充分浸润，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度80cm/min，成型模具三个温度区：第一温度区85℃，第二温度区165℃，第三温度区200℃，最后进行定尺切割，得到玻璃钢复合材料。

取制得玻璃钢材料按照相关国标进行测试，结果如下表：

表2实施例2制备玻璃钢材料常规性能参数

实施例3

称取以下组分：不饱和聚酯树脂55Kg,氢氧化铝15Kg,硬脂酸锌1.5Kg,DA-3脱模剂0.2Kg,过氧化苯甲酰0.5Kg,过氧化苯甲酰叔丁酯1Kg,抗氧化剂0.2Kg,紫外线吸收剂0.2Kg,抗静电剂0.2Kg。将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以10m/s的线速度搅拌1min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以10m/s的线速度搅拌3min，得不饱和聚酯树脂胶液；取1800tex玻璃纤维无捻纱在上述胶液中充分浸润，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度40cm/min，成型模具三个温度区：第一温度区75℃，第二温度区155℃，第三温度区185℃，最后进行定尺切割，得到玻璃钢复合材料。

取制得玻璃钢材料按照相关国标进行测试，结果如下表：

表3 实施例3制备玻璃钢材料常规性能参数

实施例4

称取以下组分：不饱和聚酯树脂50Kg,氢氧化铝15Kg,硬脂酸锌1Kg,CX-2脱模剂0.3Kg,过氧化苯甲酰0.6Kg,过氧化苯甲酰叔丁酯0.75Kg,抗氧化剂0.15Kg,紫外线吸收剂0.15Kg,抗静电剂0.1Kg。将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以16m/s的线速度搅拌3min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以19m/s的线速度搅拌6min，得不饱和聚酯树脂胶液；取1100tex玻璃纤维无捻纱在上述胶液中充分浸润，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度65cm/min，成型模具三个温度区：第一温度区105℃，第二温度区160℃，第三温度区195℃，最后进行定尺切割，得到玻璃钢复合材料。

取制得玻璃钢材料按照相关国标进行测试，结果如下表：

表4实施例4制备玻璃钢材料常规性能参数

实施例5

称取以下组分：不饱和聚酯树脂52Kg,氢氧化铝16Kg,硬脂酸锌1.2Kg,DA-3脱模剂0.4Kg,过氧化苯甲酰0.5Kg,过氧化苯甲酰叔丁酯0.7Kg,抗氧化剂0.16Kg,紫外线吸收剂0.16Kg,抗静电剂0.13Kg。将脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以18m/s的线速度搅拌5min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以18m/s的线速度搅拌4min，得不饱和聚酯树脂胶液；取2000tex玻璃纤维无捻纱在上述胶液中充分浸润，采用现有的挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，成型模具结构如附图1，牵引速度50cm/min，成型模具三个温度区：第一温度区75℃，第二温度区180℃，第三温度区205℃，最后进行定尺切割，得到玻璃钢复合材料电缆槽。

取制得玻璃钢按照相关国标进行测试，结果如下表：

表5实施例5制备玻璃钢材料常规性能参

综上所述实施例可见采用本发明方法制得的玻璃钢材料材料具有良好的阻燃性，力学强度和耐候性。

上文所列出的详细实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种玻璃钢材料固化剂组合物，其组成如下，比例以重量份计：

不饱和聚酯树脂             50-60

氢氧化铝                   15-20

硬脂酸锌                   1-2

脱模剂                     0.2-0.5

过氧化苯甲酰               0.5-1

过氧化苯甲酰叔丁酯         0.5-1

抗氧化剂                   0.1-0.2

紫外线吸收剂               0.1-0.2

抗静电剂                   0.1-0.2

所述脱模剂是DA-3脱模剂或CX-2脱模剂；

所述抗氧化剂是四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；

所述紫外线吸收剂是2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；

所述抗静电剂是石墨。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃钢材料固化剂组合物，其特征在于，其组成如下，以重量份计：

不饱和聚酯树脂             50

氢氧化铝                   15

硬脂酸锌                   1.5

脱模剂                     0.35

过氧化苯甲酰               0.6

过氧化苯甲酰叔丁酯         0.75

抗氧化剂                   0.15

紫外线吸收剂               0.15

抗静电剂                   0.15。

3.一种通过挤拉装置制备玻璃钢材料的方法，步骤如下：

步骤1，以重量份计量称取以下组分：

不饱和聚酯树脂             50-60

氢氧化铝                   15-20

硬脂酸锌                   1-2

脱模剂                     0.2-0.5

过氧化苯甲酰               0.5-1

叔丁酯                     0.5-1

抗氧化剂                   0.1-0.2

紫外线吸收剂               0.1-0.2

抗静电剂                   0.1-0.2

所述脱模剂是DA-3脱模剂或cx-2脱模剂；

所述抗氧化剂是四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯；

所述紫外线吸收剂是2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；

所述抗静电剂是石墨；

步骤2，将所述脱模剂加入到不饱和聚酯树脂中，用高速分散机以10-20m/s的线速度搅拌1-5min，其余各组份混合均匀后分成两等份，依次加入到上述树脂中，每次加料后立即用旋转剪切搅拌机以10-22m/s的线速度搅拌3-10min，得树脂胶液；

步骤3，取玻璃纤维无捻纱在经过步骤2处理的不饱和聚酯树脂中充分浸润；

步骤4，采用挤拉成型技术，令浸透树脂胶液的玻璃纤维无捻纱和缝边毡进入已加热好的成型模具进行固化成型，牵引速度40－80cm/min，最后进行定尺切割；

所述步骤4的成型模具应具有三个温度区：第一温度区75-105℃，第二温度区150-180℃，第三温度区185-205℃。

4.根据权利要求3所述的玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4的成型模具具有三个温度区：第一温度区90℃，第二温度区160℃，第三温度区190℃。

5.根据权利要求4所述的玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，玻璃纤维无捻纱从浸润胶液到进入模具的过程在1-5min中内完成。

6.权利要求3制得的玻璃钢材料制成的电缆槽，其特征在于，所述电缆槽包括槽体（2）、槽盖（1），所述槽体（2）包括两侧壁（21）和槽底(22)，所述槽盖(1)包括盖顶(11)和两侧壁(12)，所述槽盖（1）与槽体（2）为卡式连接；

上述电缆槽中，槽体两侧壁分别设有定位槽（23）；槽盖两侧壁（12）上分别设有条形内凸缘（13），所述条形内凸缘（13）与槽体侧壁（21）上设置的定位槽（23）卡式连接配合。

Images