CN104194377B - 一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备方法,环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂3‑16份，引发剂5‑18份，交联剂5‑20份，填料4‑15份。该树脂组合物运用合适的基体材料及科学的配方，提高了FRP的固化效果，提高产品成品率，有效改善产品的力学性能。

Description

一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备 方法

技术领域

本申请涉及一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备方法。

背景技术

光缆是当今信息社会各种信息网的主要传输工具。1976年，美国贝尔研究所在亚特兰大建成第一条光纤通信实验系统，1988年，连接美国与英法之间的第一条横跨大西洋海底光缆敷设成功，不久又建成了第一条横跨太平洋的海底光缆，中国于1978年自行研制出通信光缆，1984年以后，逐渐用于长途线路。带动了光缆制造业也得到迅速崛起，光缆领域的技术研发不断取得新成果，新产品不断面世，作为光缆结构的铜质增强芯很快被非金属FRP增强芯所取代，作为光缆用非金属FRP增强芯的生产技术也已成为业内研究的重要课题。

目前，非金属FRP增强芯主要有玻璃纤维增加强芯(GFRP)、芳纶纤维增加强芯(KFRP)，国内所使用的基本上都是玻璃纤维增加强芯，其在国内具有很大的市场。

目前世界上玻璃纤维增加强芯的生产成型方法主要有四种：①手糊法：主要使用国家有挪威、日本、英国、丹麦等；②喷射法：主要使用国家有瑞典、美国、挪威等；③模压法：主要使用国家有德国等；④RTM法：主要使用国家有欧美各国、日本。我国有90％以上的FRP产品是手糊法生产的，日本的手糊法仍占50％，手糊法的特点是用湿态树脂成型，设备简单，费用低。

光缆玻璃纤维增强芯的优劣主要从力学性能、耐腐蚀性能、耐老化性能等方面进行考量。力学性能由基体材料树脂、增强材料纤维及基体材料与增强材料的界面结合性能共同决定，即可采用高性能的树脂和纤维，同时可通过改善其界面结合性能来提高其力学性能；耐腐蚀性能、耐老化性能主要由基体材料及树脂性能决定，采用高性能的树脂、增加后固化处理能有效改善。当前，国内光缆玻璃纤维增强芯生产厂家基本集中在上海、江苏等的发达地区。然而，目前市场上的玻璃纤维增强塑料杆存在固化程度低产品成品率低及力学性能较差等一系列问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备方法，运用合适的基体材料及科学的配方，旨在提高FRP的固化效果，提高产品成品率，有效改善产品的力学性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物及其制备方法，所述组合物包括以下配比的原料：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂3-16份，引发剂5-18份，交联剂5-20份，填料4-15份。所述引发剂优选为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或过氧化二碳酸双(2-苯氧乙基)酯(BPPD)或异丙苯基过氧化氢(CHP)；所述交联剂优选过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化2-乙基己酸叔丁酯(TBPO)或叔丁基过氧化新癸酸酯；所述填料优选氢氧化铝或碳酸钙。所述树脂组合物，其各组分的用量优选为：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂3-12份，引发剂5-18份，交联剂10-20份，填料4-8份；或树脂组合物其各组分的用量优选为：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂8-16份，引发剂7-15份，交联剂5-13份，填料8-15份。

本发明的用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物的制备方法及工艺流程为：(1)按上述技术方案称取环氧乙烯基树脂，按拉挤工艺配方的比例加入引发剂等组分，加入到搅拌容器中，搅拌30～50min控制搅拌速度为60～150r/min，(2)按照顺序及上述技术方案按比例依次将交联剂，脱模剂，，填料放入容器中，保持搅拌状态，搅拌30～100min，搅拌速度为80～180r/min(3)生产模具通电加热，使树脂固化，以搅不动试样时停止，(4)用牵引装置将固化后形成的样品牵引拉出，并根据需要的尺寸进行切割，就可以直接使用。

本发明的优点在于采用了交联剂、脱模剂、引发剂的优化设计和综合叠加效应，以特定组分环氧乙烯基树脂为基底，特定比例固化剂产生的游离基作为引发剂引发进行共聚交联反应。上述反应可在瞬间释放出大量反应热并出现放热峰,得到聚合物。足够的游离基浓度可加快共聚反应速度并提高产品固化度,通过引发剂和交联剂的叠加使用,使得产品在拉挤工艺中既防止了高温下由于固化剂的猛烈分解造成放热过高，产生系列质量问题，同时又避免了由于引发剂过早分解完全，造成制品固化不足，出现永久性的欠固化。其次，本发明专利涉及的制备过程较为简单，生产工艺容易控制，有望实现产品生产效率高速化和产量规模化。

具体实施方式

实施例1

环氧乙烯基脂100份，内脱模剂9份，引发剂：TBPB 12份，交联剂：BPO 15份，填料：氢氧化铝或者碳酸钙6份。

实施例2

环氧乙烯基脂100份，内脱模剂12份，引发剂：TBPB 10份，交联剂：BPO 10份，填料：氢氧化铝或者碳酸钙12份，。

对比例1：

环氧乙烯基脂100份，内脱模剂9份，引发剂：TBPB 12份，填料：氢氧化铝或者碳酸钙6份。(跟实施例1做对比，突出交联剂的作用)

对比例2：

乙烯基树脂100份，内脱模剂12份，引发剂：TBPB 10份，交联剂：BPO 10份，填料：氢氧化铝或者碳酸钙12份。(跟实施例2对比突出原料环氧乙烯基的作用)

对比例3：

环氧乙烯基脂100份，内脱模剂12份，交联剂：BPO 10份,填料:氢氧化铝或碳酸钙12份。

对比例4：

进口英国玻璃纤维增强塑料杆。

表1实施例与对比例中固化相关参数的比较

表1是手动计量样品固化时的温度。

表2本专利涉及的玻璃纤维增强塑料杆的力学性能

表2是参照ASTM标准和有关的国际标准及国家标准，对本发明专利涉及的玻璃纤维增强塑料杆的面内剪切、弯曲性能、拉伸性能等各项力学性能试验所得到的结果。其中：面内剪切试验是在万能试验机上完成的，由试验机的横梁移动来施加压缩载荷，加载速度为1mm/min,加载直至试件剪切破坏，且采用铣床开槽对试件进行加工。在进行拉伸性能试验时，由试验机的横梁移动来施加拉伸载荷，加载速度为0.5mm/min。弯曲性能试验是在国产电子材料试验机上完成。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于制备玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物制备方法，其特征在于：所述组合物包括以下重量份配比的原料：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂3-16份，引发剂5-18份，交联剂5-20份，填料4-15份；所述引发剂为TBPB或BPPD或CH P或TBPEH；所述交联剂为BPO或TBPO或叔丁基过氧化新癸酸酯；

所述玻璃纤维增强塑料杆的树脂组合物的制备方法为：

(1)按上述原料配比称取环氧乙烯基树脂，按拉挤工艺配方的比例加入引发剂，加入到搅拌容器中，搅拌30～50min，控制搅拌速度为60～150r/min；

(2)按照顺序及上述技术方案按比例依次将交联剂，内脱模剂，填料放入容器中，保持搅拌状态，搅拌30～100min，搅拌速度为80～180r/min；

(3)生产模具通电加热，使树脂固化，以搅不动试样时停止；

(4)用牵引装置将固化后形成的样品牵引拉出，并根据需要的尺寸进行切割。

2.如权利要求1所述的树脂组合物制备方法，其特征在于：所述填料为氢氧化铝或碳酸钙。

3.如权利要求1或2所述的树脂组合物制备方法，其特征在于：所述组合物包括以下重量份配比的原料：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂3-12份，引发剂5-18份，交联剂10-20份，填料4-8份。

4.如权利要求1或2所述的树脂组合物制备方法，其特征在于：所述组合物包括以下重量份配比的原料：环氧乙烯基树脂100份，内脱模剂8-16份，引发剂7-15份，交联剂5-13份，填料8-15份。

5.权利要求1-4任一项所述方法得到的树脂组合物。

6.权利要求5所述的树脂组合在直径为0.5-1mm玻璃纤维增强塑料杆制备的应用。