CN103524975B - 一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料 - Google Patents

一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，将不饱和聚酯树脂、低收缩剂、交联单体、引发剂、阻聚剂、脱模剂、无卤阻燃成分和无机填料先混合均匀，然后与玻璃纤维进行复合，熟化后在一定时间和温度下固化，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。本发明方法简单，制得的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料具有很好的综合性能，常态和高温下力学性能优异，且无卤阻燃，符合环保要求。

Description

一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料
技术领域
本发明涉及绝缘材料领域，尤其是涉及一种不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
背景技术
不饱和聚酯基玻璃纤维（短切纤维、短切毡、连续毡等）复合材料，具有优异的电气性能和机械性能，不饱和聚酯较环氧树脂有优良的热加工型性能，电性能，生产效率高等特点，因此不饱和聚酯的应用日益广泛。
但随着汽车和电子行业的发展，对耐高温材料的需求也越来越多，然而一般不饱和聚酯只能达到B级的耐温水平，无法满足高温环境下工作需要的高强度的要求，因此，研发耐高温型的不饱和聚酯树脂应该是之后的主要趋势。
另外不饱和聚酯制品大多是阻燃成分为卤族元素，随着不饱和聚酯制品在工农业生产和日常生活中应用迅速增长，失火的几率也大大增加，火灾的发生会造成严重的人身安全和财产损失问题。研究发现，材料燃烧产生的有毒气体使人员窒息是造成火灾中人员伤亡的最主要原因，而卤素含量越高的材料，越容易产生有毒气体，因此就必须减少目前卤素物质阻燃的使用，采用无卤阻燃的技术方案来替代，满足目前不饱和聚酯制品越来越高的环保要求。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种非卤族元素阻燃、具有优异的常态机械性能且150℃高温下强度仍表现优异的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现，一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，按重量份数计，不饱和聚酯树脂70-85份、低收缩剂15-30份、交联单体5份、引发剂1-2份、阻聚剂1.5-3份、脱模剂5份、无卤阻燃成分5-20份和无机填料120-160份，先将上述原料高速搅拌混合均匀，然后与玻璃纤维140-170份进行复合，得到上胶预浸料；上胶预浸料在烘房内，40-50℃下经过低温熟化，熟化24-72小时后按厚度叠配，在高温模具中130-140℃温度下固化2-10分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯、双酚A型环氧乙烯基酯树脂或酚醛环氧型乙烯基酯树脂。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的低收缩剂为饱和聚酯型低收缩剂、聚苯乙烯型低收缩剂或聚醋酸乙烯酯型低收缩剂。饱和聚酯型低收缩剂优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯型低收缩剂。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的交联单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的引发剂为过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的阻聚剂为对苯二酚、叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚或对苯醌。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镁。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的无卤阻燃成分为磷酸酯类、聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺氰尿酸盐。所述磷酸酯类为磷酸三乙酯、磷酸三苯酯等一类物质，这类物质都可以使用。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的无机填料为氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅、三氧化二铝、高岭土、氧化镁或炭黑。
本发明的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其中所述的玻璃纤维为长玻璃纤维、短玻璃纤维、玻璃布或玻璃毡。
本发明所提供的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料具有优异的常态和热态机械性能，以及优异的电性能，耐热等级达到F级，阻燃等级为UL94V0，使其既能应用于高温绝缘场合，又可以有效阻燃，保证生命和财产免受损失。
具体实施方式
为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：
以下实施例中使用的物料均有市售。
实施例1
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂70份、聚苯乙烯型低收缩剂30份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.0份、对苯醌1.5份、硬脂酸锌5份、磷酸三乙酯20份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入碳酸钙140份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维140份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化72小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例2
首先按照重量分数比例将双酚A型环氧乙烯基酯树脂80份、聚醋酸乙烯酯型低收缩剂20份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.5份、对苯醌1.8份、硬脂酸锌5份、三聚氰胺10份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入碳酸钙120份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维140份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例3
首先按照重量分数比例将间苯型不饱和聚酯85份、聚对苯二甲酸乙二醇酯型低收缩剂15份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯2份、对苯醌3份、硬脂酸锌5份、磷酸三乙酯20份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入碳酸钙160份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维140份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化24小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中140℃温度下固化5分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例4
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂75份、聚苯乙烯型低收缩剂25份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.2份、对苯醌1.5份、硬脂酸锌5份、聚磷酸铵10份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入碳酸钙140份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维155份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例5
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂75份、聚醋酸乙烯酯型低收缩剂25份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.2份、对苯醌1.5份、硬脂酸锌5份、磷酸三乙酯5份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入氢氧化铝140份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维170份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例6
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂75份、聚醋酸乙烯酯型低收缩剂25份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.2份、对苯醌1.5份、硬脂酸锌5份、三聚氰胺15份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入氢氧化铝130份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维170份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例7
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂75份、聚醋酸乙烯酯型低收缩剂25份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.5份、对苯醌3.0份、硬脂酸锌5份、聚磷酸铵7份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入氢氧化铝140份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维170份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
实施例8
首先按照重量分数比例将酚醛环氧型乙烯基酯树脂75份、聚对苯二甲酸乙二醇酯型低收缩剂25份投入搅拌罐中搅拌均匀，并在搅拌的条件下依次加入α-甲基苯乙烯5份、叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯1.2份、对苯醌1.5份、硬脂酸锌5份、聚磷酸铵15份，搅拌5分钟至混合均匀，之后加入碳酸钙160份并提高搅拌转速，高速分散10分钟，再与玻璃纤维170份进行复合，然后在烘房内，40℃下经过低温熟化，熟化48小时。熟化完按厚度叠配，在高温模具中130℃温度下固化8分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料。
测定所得的复合材料层压板的弯曲强度、热态弯曲强度、阻燃等性能见表1。
表1
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其特征在于：按重量份数计，不饱和聚酯树脂70-85份、低收缩剂15-30份、交联单体5份、引发剂1-2份、阻聚剂1.5-3份、脱模剂5份、无卤阻燃成分5-20份和无机填料120-160份，先将上述原料高速搅拌混合均匀，然后与玻璃纤维140-170份进行复合，得到上胶预浸料；上胶预浸料在烘房内，40-50℃下经过低温熟化，熟化24-72小时后按厚度叠配，在高温模具中130-140℃温度下固化2-10分钟，得到无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料；
所述的不饱和聚酯树脂为双酚A型环氧乙烯基酯树脂或酚醛环氧型乙烯基酯树脂；
所述的无卤阻燃成分为磷酸酯类、聚磷酸铵、三聚氰胺或三聚氰胺氰尿酸盐；
所述的玻璃纤维为长玻璃纤维、短玻璃纤维、玻璃布或玻璃毡；
所述的低收缩剂为饱和聚酯型低收缩剂、聚苯乙烯型低收缩剂或聚醋酸乙烯酯型低收缩剂；
所述的交联单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述的引发剂为过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁基过氧化-2-乙基已酸酯。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述的阻聚剂为对苯二酚、叔丁基对苯二酚、甲基对苯二酚或对苯醌。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述的脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸镁。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃高耐热不饱和聚酯玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述的无机填料为氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅、三氧化二铝、高岭土、氧化镁或炭黑。
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