CN104017385B - 树脂组合物、预浸料、复合板材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种树脂组合物、预浸料、复合板材及其制备方法和应用，高性能树脂组合物包括如下重量份的组分：乙烯基树脂份，间苯树脂份，饱和聚酯树脂份，过氧化苯甲酸叔丁酯份，1,1‑二叔丁基过氧化‑3,3,5‑三甲基环己烷，增稠剂和无机填料，高性能复合板材由浸有上述的高性能树脂组合物的短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料经模压而成，其具有良好的耐热性和耐化学性、以及机械性能，适合应用于大型电力工程设备中。
Description
技术领域
本发明涉及复合板材技术领域，特别公开一种高性能树脂组合物、预浸料、复合板材及其制备方法和应用。
背景技术
树脂基复合材料是一类重要的复合材料，在各工业领域均有广泛的应用。其中，UPGM聚酯玻璃毡板具有优良耐电弧性、耐热性以及良好的机加工性能，中等温度下机械性能好；有着优良的阻燃性，遇火焰低烟、低毒，在使用过程中加工性能好等特点，被广泛应用于电机、电器设备中作绝缘结构件，尤其是F级(155℃)和H级(180℃)耐温等级高的产品，广泛应用于电机，直流电机衬垫，水轮机衬垫，导线夹以及其他相关领域。但是该类产品原先一直依靠进口，价格高达45-70元/kg。
近些年，国内企业也在不断寻找相关的解决方案。例如，专利CN102964791A公开了一种不饱和聚酯玻璃纤维毡板，由浸有树脂糊的玻璃纤维毡压制而成，其中树脂糊由不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、填料、阻聚剂、增稠剂、色浆、阻燃剂、内脱模剂、引发剂、分散剂制备而成；所述不饱和聚酯树脂由乙二醇、对苯二甲酸、亚胺二元酸、催化剂有机锡制备而成，其亚胺二元酸由偏苯三甲酸酐和4,4-二苯砜二胺制备而成。该不饱和聚酯玻璃毡板性能达到或超过欧洲的UPGM203。专利CN102275355A公开了一种不饱和聚酯玻璃纤维毡模压板由上、下表面层和中间层三层叠合模压而成，上、下表面层分别选自玻璃纤维连续原丝毡、玻璃纤维连续单丝毡、玻璃纤维表面毡中的一种或几种，中间层采用一层或以上的由玻璃纤维短切原丝毡或玻璃纤维连续原丝毡浸渍树脂糊而得的玻璃纤维毡预浸料。其具有优秀的电绝缘性能和耐腐蚀性，尤其湿热等苛刻环境下的高电绝缘性，高阻燃并且产品燃烧产生的气体无毒害作用，环保无污染，机械强度高，使用寿命长。
但是，对于大型电力工程和电力设备领域，其机械性能要求进一步提高、耐热性和耐化学性要求更高，暂未见较为合适的树脂基复合材料能拓展至该应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能树脂组合物，其作为玻璃纤维基材的浸润树脂，具有良好的耐热性和耐化学性。
本发明的另一目的在于提供一种预浸料，其作为复合板材的粘结层，具有良好的耐热性和耐化学性、以及机械性能。
本发明的又一目的在于提供一种复合板材，其具有良好的耐热性和耐化学性、以及机械性能，能满足大型电力工程设备的要求。
本发明的再一目的在于提供一种高性能制备复合板材的方法，其工艺简单，适合产业化，制作的复合板材各项性能优良。
本发明的还一目的在于提供一种高性能复合板材在大型电力工程设备中的应用。
本发明提供一种高性能树脂组合物，包括如下重量份的组分：乙烯基树脂40-90份，间苯树脂10-60份，饱和聚酯树脂6-10份，过氧化苯甲酸叔丁酯0.75-1份，1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷0.2-0.75份、增稠剂0.3-0.7和无机填料130-140份。
较佳的，所述的增稠剂为50％MgO载体树脂增稠剂。
较佳的，所述无机填料为氢氧化铝、碳酸钙、滑石粉、硅微粉中的一种或多种，优选的，所述无机填料为Al(OH)3。
较佳的，所述高性能树脂组合物还包括0.05-1.8重量份的助剂，所述助剂为润湿分散剂、触变剂、降粘剂中的一种或多种。
优选的，所述触变剂为纳米级SiO2，添加量为0.08-0.12重量份。
优选的，所述润湿分散剂为BYK9010、BYK972、BYK9076中的一种或多种，添加量为0.8-1.2重量份。
本发明还提供一种预浸料，为上述高性能树脂组合物浸润短切纤维丝形成的短切原丝毡预浸料。
本发明还提供一种预浸料，为上述高性能树脂组合物浸润无碱玻璃纤维方格布形成的无碱玻璃纤维方格布预浸料。
本发明还提供一种高性能复合板材，由短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料经模压而成。
较佳的，所述高性能复合板材包括短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料，其两外侧为无碱玻璃纤维方格布预浸料。
本发明还提供一种制备上述高性能复合板材的方法，包括如下步骤：
(1)混胶：按上述高性能树脂组合物的配方比例混合各组分，熟化后备用；
(2)浸胶：将熟化后的高性能树脂组合物浸润短切纤维丝和/或无碱玻璃纤维方格布，烘干得短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料；
(3)叠配：按产品厚度要求，层状叠加短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料，冷压定型，
(4)模压：加热模压成型，得高性能复合板材。
较佳的，所述的(3)叠配步骤中，两外侧的叠加层为无碱玻璃纤维方格布预浸料。
本发明还提供上述的高性能复合板材在大型电力工程设备中的应用。
本发明的有益效果有：
1、高性能树脂组合物采用乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为复合的基体树脂，其耐热性和耐化学性得到进一步的提高；
2、高性能复合板材采用上述的高性能树脂组合物以提高其耐热性和耐化学性，同时增强材料采用短切原丝毡、无碱玻璃纤维方格布的复合方式以显著提高其机械性能；
3、高性能复合板材的制备工艺简单，成本低廉，适应产业化生产，其产品的机械性能、耐热性能和加工性能优良。
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例和比较实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。具体实施例和比较实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术、公知技术手段和行业标准获得的。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
按如下的步骤方法制备高性能复合板材：
(1)混胶：按表1中的配方比例混合各组分，将DSM公司的乙烯基树脂Palapreg P104-02、DSM公司的间苯树脂Palatal A410-901、DSM公司的饱和聚酯树脂Palapreg H892-02等基体树脂，天津阿克玛公司的过氧化苯甲酸叔丁酯(化学结构式：C6H5COOOC(CH3)3)LUPEROX26、天津阿克玛公司的1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷(别名：CH355)LUPEROX231等固化剂、中州铝业公司的15umAl(OH)3(沉降法，分级，化学处理)无机填料混合，BYK公司的润湿分散剂BYK9010、BYK972、BYK9076和纳米级SiO2，1000R/min高速分散后，静置10小时；再加入日本御国色素株式会社的50％MgO载体树脂增稠剂MD-504-2，1500R/min高速分散3-5min，熟化后备用；
(2)浸胶：将高性能树脂组合物浸润EMC600、EMC300等短切纤维丝，浸润EWR600、EWR450等无碱玻璃纤维方格布，烘干半固化、裁切得预浸料，冷压机50吨定形状，备用；
(3)叠配：按产品厚度要求，层状叠加短切原丝毡预浸料和或无碱玻璃纤维方格布预浸料，具体见表2；
(4)模压：按产品厚度要求叠配的预浸料，热压2000吨下加热模压成型，得高性能复合板材。
实施例2
该实施例的实施过程与实施例1基本相同，配方比例的调整详见表1。
实施例3
该实施例的实施过程与实施例1基本相同，配方比例的调整详见表1。
实施例4
该实施例的实施过程与实施例1基本相同，配方比例的调整详见表1。
表1配方
表2叠配结构
| 产品厚度(mm) | 产品叠加方式和层数 |
| 5 | EWR450+EMC300+EWR450 |
| 10 | 2×EWR450+5×EMC600+2×EWR450 |
| 15 | 3×EWR450+6×EMC600+3×EWR450 |
| 20 | 4×EWR450+10×EMC600+4×EWR450 |
| 30 | 6×EWR450+12×EMC600+6×EWR450 |
实施例1至4制得的厚度为5mm高性能复合板材的性能测试结果汇总见表3，其耐化学性能测试结果汇总见表4。
表3性能测试结果汇总表
表4耐化学性测试结果汇总表
比较例1
该比较例的实施过程与实施例1基本相同，配方比例的调整详见表1。
比较例2
该比较例的实施过程与实施例1基本相同，配方比例的调整详见表1。
表5给出了实施例1至4和比较例1至2的机械性能和耐化学性能对比情况。
表5机械性能和耐化学性能对比表
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种高性能复合板材，由短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料经模压而成，其特征在于：所述的短切原丝毡预浸料为高性能树脂组合物浸润短切纤维丝形成的短切原丝毡预浸料，所述的无碱玻璃纤维方格布预浸料为高性能树脂组合物浸润无碱玻璃纤维方格布形成的无碱玻璃纤维方格布预浸料；其中，所述的高性能树脂组合物包括如下重量份的组分：乙烯基树脂40-90份，间苯树脂10-60份，饱和聚酯树脂6-10份，过氧化苯甲酸叔丁酯0.75-1份，1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷0.2-0.75份、增稠剂0.3-0.7和无机填料130-140份。
2.根据权利要求1所述的高性能复合板材，其特征在于：所述的增稠剂为50%MgO载体树脂增稠剂。
3.根据权利要求1所述的高性能复合板材，其特征在于：所述无机填料为氢氧化铝、碳酸钙、滑石粉、硅微粉中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的高性能复合板材，其特征在于：所述无机填料为Al(OH)3。
5.根据权利要求1所述的高性能复合板材，其特征在于：所述的高性能树脂组合物还包括0.05-1.8重量份的助剂，所述助剂为润湿分散剂、触变剂、降粘剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的高性能复合板材，其特征在于：所述触变剂为纳米级SiO2。
7.根据权利要求5所述的高性能复合板材，其特征在于：所述润湿分散剂为BYK9010、BYK972、BYK9076中的一种或多种。
8.一种制备高性能复合板材的方法，其特征在于：包括如下步骤： （1）混胶：根据权利要求1至7中任一项所述的高性能复合板材中的高性能树脂组合物的配方比例混合各组分，熟化后备用； （2）浸胶：将熟化后的高性能树脂组合物浸润短切纤维丝和/或无碱玻璃纤维方格布，烘干得短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料； （3）叠配：按产品厚度要求，层状叠加短切原丝毡预浸料和/或无碱玻璃纤维方格布预浸料，冷压定型， （4）模压：加热模压成型，得高性能复合板材。
9.根据权利要求8所述的制备高性能复合板材的方法，其特征在于：所述的（3）叠配步骤中，两外侧的叠加层为无碱玻璃纤维方格布预浸料。
10.一种根据权利要求1至7中任一项所述的高性能复合板材在大型电力工程设备中的应用。
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Denomination of invention: Resin composition, prepreg, composite plate, and preparation method and applications of the composite plate Effective date of registration: 20180927 Granted publication date: 20161005 Pledgee: Changxin Zhejiang rural commercial bank Limited by Share Ltd Pledgor: Zhejiang four new materials Limited by Share Ltd Registration number: 2018330000292 |
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