CN104231584A - 一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法 - Google Patents

一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法，它包括由以下组分制备而成，所述的组分按重量份数计为：不饱和聚酯树脂50-60份、低收缩添加剂20-30份、促进剂1-3份、引发剂0.5-2份、中温固化剂2-5份、增稠剂0.1-0.5份、新型无卤阻燃剂8-15份、无机填料100-130份、脱模剂2-3份、玻璃纤维100-150份，本发明提高产品固化度，增强弯曲强度，提高柔韧性，同时降低玻璃钢板材苯乙烯的残留。

Description

一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法
技术领域
本方面涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法。
背景技术
玻璃钢(FRP)亦称作SMC，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体，玻璃钢产品具有轻质高强、耐腐蚀、电性能好、热性能良好、可设计性好的特点，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效，可用于代替铝合金及不锈钢等材料用于液体罐车市场，能降低整车车身重量，减少运行油耗以及降低材料成本；同时玻璃钢产品具有耐老化、耐腐蚀的特点，能满足液体罐车的使用要求；玻璃钢产品的阻燃特点(水平燃烧HB级、垂直燃烧V-0级)也可满足油罐车(液体罐车的一种)的阻燃要求。目前国内外各大专用车厂家都加大了玻璃钢产品在液体罐车的使用范围，逐步取代铝合金、不锈钢等材料用于液体罐车的外包板。
随着社会的发展，建筑场所的阻燃要求也越来越高，阻燃玻璃钢板材可进一步广泛应用于建筑场所的阻燃，有效增强建筑场所的安全性，保证了人民生命财产的安全，具有重大的安全意义。
因此，目前连续化生产的不饱和聚酯玻璃钢板材在储罐车、冷藏车等特种汽车上和建筑材料上面有着广泛的应用。但是同时由于玻璃钢的基体树脂均具有易燃性，极易在空气中燃烧。聚合物的燃烧常伴有火焰、浓烟、毒气等产生，发生火灾时将危及人们的生命和财产。而随着玻璃钢材料在航空、交通、电器等领域的更广泛的应用，而目前产品基本达不到阻燃效果的最高级别，其阻燃性能成为限制其发展的关键原因。而且传统卤系阻燃剂的使用不符合环保需求，卤系阻燃剂的市场规模及应用领域长期雄居各类阻燃剂之首，但是卤系阻燃剂燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和某些有毒产物，从而会导致产品由于达不到绿色环保要求而被人们所放弃随着经济的发展，市场迫切需求外观好、阻燃效果好、低污染、性能价格比高的玻璃钢板材。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材及其制备方法，本发明提高产品固化度，增强弯曲强度，提高柔韧性，同时降低玻璃钢板材苯乙烯的残留。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它包括由以下组分制备而成，所述的组分按重量份数计为：
不饱和聚酯树脂50-60份、低收缩添加剂20-30份、促进剂1-3份、引发剂0.5-2份、中温固化剂2-5份、增稠剂0.1-0.5份、新型无卤阻燃剂8-15份、无机填料100-130份、脱模剂2-3份、玻璃纤维100-150份。
其中不饱和聚酯树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂，其树脂固含量为55-60％；
低收缩添加剂为聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物或者聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯嵌段共聚物；
促进剂为异辛酸钴，所述引发剂为过氧化二苯甲酰，所述的中温固化剂为过氧化甲乙酮，所述的增稠剂为轻质氧化镁，所述无机填料为氢氧化铝；
新型无卤阻燃剂为甲基膦酸二甲酯阻燃剂或磷氮溴复合体系阻燃剂；
脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁的一种或两种，所述的玻璃纤维为长玻璃纤维、段玻璃纤维、玻璃布或玻璃毡；
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)先把上述比例的的不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、促进剂加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的引发剂、中温固化剂、增稠剂，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的无机填料、新型无卤阻燃剂和脱模剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材
本发明采用一种聚醋酸乙烯酯以及相对应的嵌段共聚物，降低制品在固化过程中的收缩，提高产品表面的平整度，利用先进的中温固化连续成型玻璃钢板材技术，改变原有配方和比例，提高产品固化度，增强弯曲强度，提高柔韧性，同时降低玻璃钢板材苯乙烯的残留；最后用新无卤阻燃剂甲基膦酸二甲酯阻燃剂和磷氮溴复合体系阻燃剂，代替传统有卤阻燃剂在玻璃钢制品中的应用，使阻燃效果达到国家标准规定的最高级别；
本发明提供的低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材具有固化收缩低、产品表平整、耐老化、强度高、有效阻燃的特点。经过测试，固化收缩率小于0.1％，拉伸强度不小于100MPa，弯曲强度大于90MPa，极限氧指数(LOI值)40-50，水平燃烧HB级，垂直燃烧UL-94V-0级，同时大大降低产品烟毒性，实现环保绿色，保障人民生命健康安全。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 50份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 20份
异辛酸钴 1份
过氧化二苯甲酰 0.5份
过氧化甲乙酮 2份
轻质氧化镁 0.15份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 8份
氢氧化铝 100份
硬脂酸锌 2份
玻璃纤维 100份
制备方法为：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
实施例2：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 52份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 22份
异辛酸钴 2份
过氧化二苯甲酰 0.8份
过氧化甲乙酮 3份
轻质氧化镁 0.2份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 10份
氢氧化铝 110份
硬脂酸锌 2份
玻璃纤维 110份
制备方法：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
实施例3：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 54份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 24份
异辛酸钴 2份
过氧化二苯甲酰 1.1份
过氧化甲乙酮 4份
轻质氧化镁 0.3份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 13份
氢氧化铝 110份
硬脂酸锌 3份
玻璃纤维 120份
制备方法：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材；
实施例4：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 56份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 26份
异辛酸钴 2份
过氧化二苯甲酰 1.4份
过氧化甲乙酮 4份
轻质氧化镁 0.3份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 13份
氢氧化铝 120份
硬脂酸锌 2份
玻璃纤维 130份
制备方法：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
实施例5：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 58份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 28份
异辛酸钴 2份
过氧化二苯甲酰 1.7份
过氧化甲乙酮 4份
氢氧化铝 0.4份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 14份
氢氧化铝 130份
硬脂酸锌 2份
玻璃纤维 140份
制备方法：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
实施例6：
一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，它是由以下重量配比的原料制成的：
双酚A型不饱和聚酯树脂 60份
聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物 30份
异辛酸钴 3份
过氧化二苯甲酰 2份
过氧化甲乙酮 5份
轻质氧化镁 0.5份
甲基膦酸二甲酯阻燃剂 15份
氢氧化铝 130份
硬脂酸锌 3份
玻璃纤维 150份
制备方法：
(1)先把上述比例的的双酚A型不饱和聚酯树脂、聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、异辛酸钴加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、轻质氧化镁，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的氢氧化铝、硬脂酸锌和甲基膦酸二甲酯阻燃剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，它包括由以下组分制备而成，所述的组分按重量份数计为：
不饱和聚酯树脂50-60份、低收缩添加剂20-30份、促进剂1-3份、引发剂0.5-2份、中温固化剂2-5份、增稠剂0.1-0.5份、新型无卤阻燃剂8-15份、无机填料100-130份、脱模剂2-3份、玻璃纤维100-150份。
2.根据权利要求1所述的一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，所述不饱和聚酯树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂，其树脂固含量为55-60％。
3.根据权利要求2所述的一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，所述低收缩添加剂为聚醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物或者聚醋酸乙烯酯和聚苯乙烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求3所述的一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，所述的促进剂为异辛酸钴，所述引发剂为过氧化二苯甲酰，所述的中温固化剂为过氧化甲乙酮，所述的增稠剂为轻质氧化镁，所述无机填料为氢氧化铝。
5.根据权利要求4所述的一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，所述的新型无卤阻燃剂为甲基膦酸二甲酯阻燃剂或磷氮溴复合体系阻燃剂。
6.根据权利要求5所述的一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材，其特征在于，所述的脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁的一种或两种，所述的玻璃纤维为长玻璃纤维、段玻璃纤维、玻璃布或玻璃毡。
7.一种低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)先把上述比例的的不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、促进剂加入打浆机中，快速搅拌3min；
(2)在搅拌的条件下依次加入按上述比例的引发剂、中温固化剂、增稠剂，搅拌10min至混合均匀；
(3)然后再接着投入上述比例的无机填料、新型无卤阻燃剂和脱模剂高速分散15min，再与玻璃纤维进行复合，最后在模具中75℃固化10min，得到低收缩中温固化高效阻燃不饱和聚酯玻璃钢板材。
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