CN103319868A - 一种彩色透光玻璃钢 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色透光玻璃钢，其主要由树脂、增强材料和辅助材料构成；树脂主要指下述原料：不饱和聚酯透光树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、热固性丙烯酸树脂、改性酚醛树脂、阻燃性树脂；增强材料由下述重量份的原料制成：玻璃纤维、无捻粗纱；辅助材料由下述重量份的原料制成：内脱模剂、粉末填料；彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：偶联剂、抗氧剂、光稳定剂。采用本发明玻璃钢制成的玻璃钢管能够与LED灯条配合使用，替代现有技术中PC材质的透光管，克服PC材质透光管的各种缺陷。本发明将玻璃钢应用于透光管中，是一种透光性好、硬度强、表面光滑、不易褪色的彩色透光玻璃钢。

Description

一种彩色透光玻璃钢

技术领域

 本发明属于玻璃钢技术领域，具体的说是涉及一种彩色透光玻璃钢。

背景技术

透光玻璃钢是一种玻璃纤维增强树脂复合采光材料，具有强度高、不易碎、韧性好、易成型等特点，因此被广泛应用于建造透明广场、透明工房、透明大鹏等，经济效益显著。现有技术中的LED灯条都是采用PC材质或其他塑料材料来做透光罩或透光管，PC材质与LED灯条配合使用具有容易老化和氧化、透光性差、硬度较弱、外表面粗糙、容易褪色等缺点，实用性和美观性均较差。如果能够提供一种玻璃钢，其能够与LED灯条配合使用，替代现有技术中PC材质的透光管，克服PC材质透光管的各种缺陷，将玻璃钢应用于透光管中将成为玻璃钢领域的一项重大突破。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种透光性好、硬度强、表面光滑、不易褪色的彩色透光玻璃钢。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种彩色透光玻璃钢，其主要由下述重量份的原料制成：透光树脂10～65份、增强材料5～60份、内脱模剂1～6份、粉末填料2～5份、偶联剂0.5～2份、抗氧剂0.5～2.5份、光稳定剂1～2份；树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、热固性丙烯酸树脂、改性酚醛树脂和阻燃性树脂中的一种或几种；增强材料为玻璃纤维或无捻粗纱，并希望玻璃纤维越细越好。

作为本发明的优选实施方式，彩色透光玻璃钢主要由下述重量份的原料制成：树脂15～65份、增强材料10～60份、内脱模剂2～4份、粉末填料3～5份、偶联剂1～2份、抗氧剂1～2.5份、光稳定剂1～1.5份。 

作为本发明的最佳实施方式，彩色透光玻璃钢主要由下述重量份的原料制成：树脂50份、增强材料30份、内脱模剂3份、粉末填料4份、偶联剂1份、抗氧剂1份、光稳定剂1份。 

彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：1～5份内脱模剂增韧剂、1～3份颜料。在彩色透光玻璃钢的表面还喷涂有一层无机漆，无机漆为氟钛漆。

采用本发明玻璃钢制备玻璃钢管的加工工艺及加工步骤有如下几种：

（一）手糊成型工艺：

手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中最早使用和应用最普遍的一种成型方法。 手糊成型工艺是以加有固化剂的树脂混合液为基体， 以玻璃纤维及其织物为增强材料，在涂有脱模剂的模具上以手工铺放结合，使二者粘接在一起，制造玻璃钢制品的一种工艺方法。 基体树脂通常采用不饱和聚酯树脂或环氧树脂， 增强材料通常采用无碱或中碱玻璃 纤维及其织物。  

（二）模压成型法：

热固性模压成型是将一定量的模压料加入预热的模具内， 经加热加压固化成型塑料制品的方法。其基本过程是：将一定量经一定预处理的模压料放入预热的模具内，施加较高的压力使模压料填充模腔。在一定的压力和温度下使模压料逐渐固化，然后将制品从模具内取出，再进行必要的辅助加工即得产品。 

（三）缠绕成型法： 

 纤维缠绕工艺是树脂基复合材料的主要制造工艺之一，是一种在控制张力和预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续纤维或布带浸渍树脂胶液后连续、均匀且有规律地缠绕在芯模或内衬上，然后在一定温度环境下使之固化，成为一定形状制品的复合材料成型方法。

（四）拉挤成型工艺： 

 拉挤成型工艺是通过牵引装置的连续牵引，使纱架上的无捻玻璃纤维粗纱、毡材等增强材料经胶液浸渍，通过具有固定截面形状的加热模具后，在模具中固化成型，并实现连续出模的一种自动化生产工艺。

本发明的彩色透光玻璃钢主要加工为玻璃钢彩色透光管，可以加工为圆管、方管或菱形管，口径为30～1000mm，颜色为红、蓝、绿及三色混合的各色玻璃钢管，玻璃钢透光率大于10％。制备玻璃钢管采用手糊、拉挤、缠绕、模压等工艺，玻璃钢管的玻璃纤维含量大于20～60％，用以保证牢度及硬度，树脂含量大于40％，用以保证透光性。

拉挤玻璃钢的原材料包括树脂、增强材料和辅助材料：树脂：成型玻璃钢主要采用不饱和聚酯树脂，约占成型工艺树脂用量的20％以上，另外还有环氧树脂、乙烯基树脂、热固性丙烯酸树脂、改性酚醛树脂和阻燃性树脂等。

增强材料：工艺用的增强材料，主要是玻璃纤维和无捻粗纱等。辅助材料：拉挤玻璃钢的辅助材料主要有内脱模剂和粉末填料等，所有填料均是透明的，为了提高透明性，优选做法是减少填料比例，填料有加强粘度的作用，经试验填料为3％左右最合适。

制备本发明彩色透光玻璃钢的各原料的产品特性如下：

1、不饱和聚酯树脂：

树脂又分为热塑性树脂和热固性树脂两大类。对于加热熔化冷却变固，而且可以反复进行的可熔的树脂叫做热塑性树脂，如聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂等；对于加热固化以后不再可逆，成为既不溶解，又不熔化的固体，叫做热固性树脂，如酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型、间苯型、对苯型、双酚A型、乙烯基酯型等；根据其性能可分为通用型、防腐型、自熄型、耐热型、低收缩型等；根据其主要用途可分为玻璃钢用树脂与非玻璃钢用树脂两大类，所谓玻璃钢制品是指树脂以玻璃纤维及其制品为增强材料制成的各种产品，也称为玻璃纤维增强塑料；非玻璃钢制品是树脂与无机填料相混合或其本身单独使用制成的各种制品，也称为非增强型玻璃钢制品。在本发明中使用为透光树脂，如606U树脂。

2、环氧树脂：

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂比不饱和聚酯树脂牢固度强，寿命长，透光性高3～5%。

3、乙烯基树脂：

乙烯基树脂是一种热固型塑料，是由环氧树脂与甲基丙烯酸通过开环加成化学反应而制得。它保留了环氧树脂的基本链段，又有不饱和聚酯树脂的良好工艺性能，它在适宜条件下固化后，表现出某些特殊的优良性能。具体推荐你到该类型的树脂（854、890、898等）。乙烯基树脂是不饱和聚酯树脂中的一种，具有良好的玻纤浸润性能和工艺性能，具有高度耐腐蚀性聚合物，耐微裂或开裂，抗氧化性能强。

4、热固性丙烯酸树脂：

以丙烯酸系单体（丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等）为基本成分，经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物。除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，耐磨耐划性更优良。有本体浇铸造材料、溶液型、乳液型、水基型多种形态。

本体浇铸材料由甲基丙烯酸酯与多官能丙烯酸系单体或其他多官能烯类单体共聚制浆，经铸型聚合制得。主要用作飞机舱盖、风挡。溶液型、半乳型、水基型热固性丙烯酸树脂，需加热烘烤交联固化成膜，形成网络结构。交联方式分为两类：（1）反应交联型，聚合物中的官能团没有交联反应能力，必须外加至少有2个官能团的交联组分（如三聚氰胺树脂、环氧树脂、脲树脂和金属氧化物等）经反应而交联固化，交联组分加入后不能久贮，应及时使用；（2）自交联型，聚合物链上本身含有两种以上有反应能力的官能团（羟基、羧基、酰胺基、羟甲基等），加热到某一温度（或同时添加催化剂），官能团间相互反应，完成交联。这类热固性丙烯酸树脂主要用作织物、皮革、纸张处理剂、工业用漆及建筑涂料，其具有耐热性、耐水性和耐溶剂性，耐磨耐划性更加优良。

5、改性酚醛树脂：

用不同的化合物或聚合物通过化学或物理方法（如共聚或机械混合）改性制得的酚醛树脂，包括聚酰胺改性酚醛树脂、双氰胺改性酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂等。

6、阻燃性树脂：

阻燃性树脂具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质，这在材料使用范围选择上起指导作用，特别用于建材、船舶，车辆，家电上的材料要求阻燃性高。

7、玻璃纤维：

玻璃纤维，英文原名为：glass fiber或fiberglass，是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的 1/20～1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。本发明中使用无碱玻璃纤维，以保证与树脂的浸透，并希望玻纤越细越好，细能保证与树脂完全浸透，浸透越好，透光性越好。

8、无捻粗纱：

玻璃纤维一种，由多股平行的原丝拼合而成的粗纱（多股原丝无捻粗纱）或由一次拉制的多根单丝直接集束而成的粗纱（单股无捻粗纱），拼合时没有进行加捻。本发明中使用无碱玻璃纤维，最好玻纤越细越好，细的话浸透越好。

9、偶联剂：

能提高树脂与固体表面黏合强度的助剂。常用的偶联剂有硅烷、钛酸酯、磷酸酯、铬络合物等类型。在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂。又称表面改性剂。它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。其用量一般为填充剂用量的0.5～2％。偶联剂一般由两部分组成：一部分是亲无机基团，可与无机填充剂或增强材料作用；另一部分是亲有机基团，可与合成树脂作用。

10、抗氧剂：

抗氧剂是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。常用的塑料抗氧剂以其作用方式可分为链终止型抗氧剂(主抗氧剂)和预防型抗氧剂(辅助抗氧剂)；按分子结构和作用机理一般分为4类：受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代类及复合类。 

11、光稳定剂：

能防止或延缓高分子材料发生光老化作用的物质。包括光屏蔽剂、紫外线稳定剂、淬灭剂等。凡能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质称为光稳定剂。涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品在日光或强的荧光下(因为含有害紫外线较普通荧光灯多），因吸收紫外线而引发自我氧化，导致聚合物降解，使制品的外观和物理机械性能恶化，这一过程称为光氧化还原或光老化。紫外线也能穿过人体皮肤表层，破坏皮肤细胞，使皮肤真皮逐渐变硬而失去弹性，加快衰老和出现皱纹。

12、颜料：

不溶于水、油、溶剂和树脂等介质，且不与介质发生化学反应的有机和无机微细固体物质。具有光学、保护和装饰等作用。颜料就是能使物体染上颜色的物质。颜料有可溶性的和不可溶性的，有无机的和有机的区别。无机颜料一般是矿物性物质，人类很早就知道使用无机颜料，利用有色的土和矿石，在岩壁上作画和涂抹身体。有机颜料一般取自植物和海洋动物，如茜蓝、藤黄和古罗马从贝类中提炼的紫色。

本发明的有益效果是：本发明的彩色透光玻璃钢具有以下几方面的优点：

（1）本发明值得的LED玻璃钢管具有很好的抗老化和抗氧化性；

表面喷涂金属漆氟钛，则玻璃钢管的使用年限为30年，并且长年日晒雨淋，必须采取特殊的措施才能满足设计目标，本发明玻璃钢管的抗老化性能已经通过欧美国际认证资质。

本发明添加一些其它辅助材料可增加抗老化和抗氧化的能力：1、偶联剂：可以增加增强材料与树脂之间粘合强度,提高玻璃钢的性能,改善界面状态，有利于制品的耐老化,耐应力及电绝缘性能；2、抗氧剂：能抑制或减缓高分子材料自动氧化反应速度；3、光稳定剂：能够抑制或减弱光降解作用,提高聚合物和复合材料耐光性能的物质,由于大多数光稳定剂都吸收紫外光, 所以习惯上把这类物质称为紫外线吸收剂；4、热稳定剂：能防止和减少聚合物在加工和使用过程中受热而发生降解或交联；5、阻燃剂：能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传插，最常用的和最重要的阻燃剂是磷、溴、氯、锑和铝的化合物，阻燃剂能够延长玻璃钢的使用寿命；

（2）本发明的玻璃钢与PC材质相比，本发明的彩色透光玻璃钢的透光性更好，硬度更强；

本发明采用透光树脂，提高树脂纯度，添加并适量减少填料，采用进口染料，可提高透光性，染料的好坏直接影响玻璃钢管的透光性，经我们科研人员的多次试验，我们目前已经找到了透光染料；

本发明使用无碱细玻璃纤维缝编织物，可使玻纤与树脂浸透，增加透光性，并可增加制品的抗张强度及抗弯强度；偶联剂可以增加增强材料与树脂之间粘合强度,提高玻璃钢的性能,改善界面状态, 有利于制品的耐老化,耐应力及电绝缘性能；增韧剂具有降低玻璃钢脆性和提高玻璃钢抗冲击性能。

（3）本发明玻璃钢的表面更加光滑，颜色不褪色；

在生产玻璃钢管时可添加颜料，生产出我们需要的各种颜色的玻璃钢管，在表面喷涂我们需要的各色金属漆，如氟钛漆，可延长玻璃钢的寿命，主要是保证颜色不退色；添加填料可以降低玻璃钢制品的收缩率,提高玻璃钢制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1：一种彩色透光玻璃钢，透光率大于40%，其主要由树脂、增强材料和辅助材料构成，采用手糊成型工艺；树脂由下述重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂（透光树脂606U）80份；增强材料由下述重量份的原料制成：无碱玻璃纤维10份，玻璃纤维作为玻璃钢中的主要材料，具有增强牢度的作用，玻璃纤维含量越多，则牢度越强，透光性越低；辅助材料由下述重量份的原料制成：内脱模剂1份、粉末填料2份；彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：偶联剂0.5份，偶联剂是一种能够提高树脂与固体表面黏合度的助剂，偶联剂占的比重越多，黏合强度越高，抗氧剂0.5份，抗氧剂能够起到抗老化的作用，光稳定剂1份，光稳定剂是一种延缓高分子材料发生光老化作用的物质。彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：1份内脱模剂增韧剂、1份颜料，颜料使用高浓度色浆，在彩色透光玻璃钢的表面还喷涂一次氟钛漆，氟钛漆便于玻璃钢抗老化、抗氧化，延长颜色不褪色。

实施例2：一种彩色透光玻璃钢，透光率大于10%，其主要由树脂、增强材料和辅助材料构成，采用拉挤工艺；树脂由下述重量份的原料制成：不饱和聚酯透光树脂30份；增强材料由下述重量份的原料制成：无碱细玻璃纤维55份，本发明中使用无碱玻璃纤维，以保证与树脂的浸透，并希望玻纤越细越好，细能保证与树脂完全浸透，浸透越好，透光性越好；辅助材料由下述重量份的原料制成：内脱模剂3份、粉末填料4份；所述彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：偶联剂1份、抗氧剂1份、光稳定剂1份。彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：3份内脱模剂增韧剂、2份颜料，在彩色透光玻璃钢的表面还喷涂两次氟钛漆。 

实施例3：一种彩色透光玻璃钢，透光率大于15%，其主要由树脂、增强材料和辅助材料构成；树脂由下述重量份的原料制成：不饱和聚酯树脂50份、；增强材料由下述重量份的原料制成：无碱玻璃纤维36份；辅助材料由下述重量份的原料制成：内脱模剂3份、粉末填料10份；彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：偶联剂2份、抗氧剂2.5份、光稳定剂2份、颜料3份，在彩色透光玻璃钢的表面还喷涂三次氟钛漆。 

LED玻璃钢管的组装：灯条每根1米，玻璃钢管1-4米一根，灯条固定在铝条上，铝条用钢圈压在玻璃钢管内。三根灯条的安装方法：在玻璃钢管内设置有个三棱形的铝条，三根灯条固定在三棱形铝条的三个面上，三棱形铝条用钢圈压在玻璃钢管内。玻璃钢抱箍采用硅橡胶垫外加不锈钢箍或玻璃钢箍，制成玻璃钢管的连接紧固件。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种彩色透光玻璃钢，其特征在于：所述彩色透光玻璃钢主要由下述重量份的原料制成：透光树脂10～65份、增强材料5～60份、内脱模剂1～6份、粉末填料2～5份、偶联剂0.5～2份、抗氧剂0.5～2.5份、光稳定剂1～2份；所述树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、热固性丙烯酸树脂、改性酚醛树脂和阻燃性树脂中的一种或几种；所述增强材料为玻璃纤维或无捻粗纱。

2.根据权利要求1所述的一种彩色透光玻璃钢，其特征在于：所述彩色透光玻璃钢主要由下述重量份的原料制成：透光树脂10～65份、无碱细玻璃纤维增强材料10～60份、内脱模剂2～4份、粉末填料3～5份、偶联剂1～2份、抗氧剂1～2.5份、光稳定剂1～1.5份。

3.根据权利要求2所述的一种彩色透光玻璃钢，其特征在于：所述彩色透光玻璃钢主要由下述重量份的原料制成：树脂50份、增强材料30份、内脱模剂3份、粉末填料5份、偶联剂1份、抗氧剂1份、光稳定剂1份。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种彩色透光玻璃钢，其特征在于：所述彩色透光玻璃钢还包括下述重量份的原料：1～5份内脱模剂增韧剂、1～3份颜料。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种彩色透光玻璃钢，其特征在于：在所述彩色透光玻璃钢的表面还喷涂有一层无机漆，所述无机漆为氟钛漆。