CN106891600A - 一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法，所述方法为由聚氯乙烯板到玻璃钢之间依次采用无机粘结层、有机粘结层和玻璃布层进行粘结；所述无机粘结层的原料组分包括100重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液和0.5~2重量份的矿物纤维或石英砂；所述有机粘结层的原料组分包括100重量份的二酚基丙烷型环氧树脂和50~200重量份的聚酰胺树脂。本发明中公开的方法操作简单，易于掌握，而且方法中用到的各原料组分来源广泛，价格低廉，采用这种方法制备的复合材料粘结牢固，聚氯乙烯与玻璃钢之间的剪切强度大于5MPa，且能够抵抗十次以上沸水至-30℃水的冷热冲击。

Description

一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体公开了一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法。
背景技术
聚氯乙烯是通用塑料中相对廉价的一种，其无毒、耐化学药品性能优良，在常温)条件下，聚氯乙烯的耐碱耐酸及各种盐类的性能尤为突出，且聚氯乙烯由抗冲击性能好、气密性高、抗渗漏性好、表面光泽性好等优点，但聚氯乙烯的强度和模量低，而玻璃钢具有轻质、高强和模量高的优点。如果将两者结合起来将具有良好的工业使用价值。现有技术中申请号为CN85204115U的实用新型专利公开了一种玻璃钢聚氯乙烯离子交换柱，是在硬聚氯乙烯离子交换柱外壳上涂敷一层玻璃钢，构成硬聚氯乙烯-玻璃钢复合材料。为防止这两种材质脱开，中间涂刷一层对两种材料都有强粘结力的胶黏剂作过渡层。本装置经实地使用效果良好，兼有最强的耐腐蚀性和高机械强度及良好的经济性；其专利中所述的过渡层是由胶黏剂如聚氨酯及纱布构成。其为采用常规硬聚氯乙烯加工工艺制造离子交换柱的内层，然后涂刷胶黏剂，再缠绕纱布构成过渡层，最外层为玻璃钢层。具体实施时将内层的外表除脂、打毛，然后涂以胶黏剂，如聚氨酯胶，10分钟后缠绕纱布，再涂以胶黏剂，按照国家标准或常规方法涂敷玻璃钢。这种复合材料制成的离子交换柱性能可靠，同时具有最强的耐腐蚀性和高的机械强度以及良好的经济性。但是这种粘结工艺并不适合大规模应用于制备聚氯乙烯和玻璃钢复合材料上。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法，以克服现有技术中复合方法存在的强度不牢，成本高和不易大规模生产的缺陷。
为了实现以上目的及其他目的，本发明是通过包括以下技术方案实现的：
一种将聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法，所述方法为由聚氯乙烯板到玻璃钢之间依次采用无机粘结层、有机粘结层和玻璃布层进行粘结；
所述无机粘结层的原料组分包括100重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液和0.5～2重量份的矿物纤维或石英砂；
所述有机粘结层的原料组分包括100重量份的二酚基丙烷型环氧树脂和50～200重量份的聚酰胺树脂。
所述二酚基丙烷型环氧树脂是由二酚基丙烷与环氧氯丙烷缩聚而成。
优选地，所述二酚基丙烷型环氧树脂的环氧值为0.55，软化点182℃，数均分子量5000。
所述聚酰胺树脂的数均分子量为1.5万～2万。
优选地，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液为将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用混合溶剂稀释后形成的溶液，所述混合溶剂包括水和乙醇；所述混合溶剂的体积为所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷体积的2～6倍。
优选地，所述水和乙醇的体积比为0.5～1:8～10。
优选地，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液包括有机酸，且γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液的pH为4～6。所述有机酸为有机弱酸。更为优选地，所述有机弱酸包括甲酸、醋酸、草酸和柠檬酸。
优选地，制备所述无机粘结层的方法为：将无机粘结层中各原料组分在105～150℃下搅拌混合均匀，并将其在200～240℃、0.05～0.1MPa的条件下镶嵌至处于粘流态的所述聚氯乙烯板的表面。
优选地，制备所述有机粘结层的方法为：将有机粘结层各原料组分混合并涂覆在所述无机粘结层表面。
优选地，制备所述玻璃布层的方法为将玻璃布在0.01～0.1MPa的压力下压在所述有机粘结层的表面。
优选地，所述玻璃钢固化在所述玻璃布层外。
本发明中如加热时间，各层的厚度如无特别说明，均可以根据实际需要进行选择。
本发明还提供一种如上述所述方法制备的聚氯乙烯和玻璃钢复合材料。
本发明还公开了如上述所述复合材料在护墙板和地板领域的应用。
本发明中公开的方法操作简单，易于掌握，而且方法中用到的各原料组分来源广泛，价格低廉，采用这种方法制备的复合材料粘结牢固，聚氯乙烯与玻璃钢之间的剪切强度大于5MPa，且能够抵抗十次以上沸水至-30℃水的冷热冲击。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
本实施例公开了一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法，所述方法为由聚氯乙烯板到玻璃钢之间依次采用无机粘结层、有机粘结层和玻璃布层进行粘结；
所述无机粘结层的原料组分包括100重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液和0.5～2重量份的矿物纤维或石英砂；
所述有机粘结层的原料组分包括100重量份的二酚基丙烷型环氧树脂和50～200重量份的聚酰胺树脂。
优选地，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液为将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用混合溶剂稀释后形成的溶液，所述混合溶剂包括水和乙醇；所述混合溶剂的体积为所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷体积的2～6倍。
优选地，所述水和乙醇的体积比为0.5～1:8～10。
优选地，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液包括有机酸，且γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液的pH为4～6。
优选地，制备所述无机粘结层的方法为：将无机粘结层中各原料组分在105～150℃下搅拌混合均匀，并将其在200～240℃、0.05～0.1MPa的条件下镶嵌至处于粘流态的所述聚氯乙烯板的表面。可以采用加热方法使得所述聚氯乙烯板处于粘流状态。一般地，加热温度为200～240℃。
优选地，制备所述有机粘结层的方法为：将有机粘结层各原料组分混合并涂覆在所述无机粘结层表面。
优选地，制备所述玻璃布层的方法为将玻璃布在0.01～0.1MPa的压力下压在所述有机粘结层的表面。
优选地，所述玻璃钢固化在所述玻璃布层外。
实施例1
a、水和乙醇按体积比0.7：8.5混配均匀，并用0.2N的草酸将溶液pH值调至4.5，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用4倍于其体积的上述溶液稀释混配均匀制成γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
b、按γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液∶矿物纤维或石英砂的重量比为100∶0.8的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液均匀分散到矿物纤维或石英砂表面，然后置于140℃烘箱中，每4分钟搅拌一次，13分钟后取出；以此作为无机粘结层；
c、将晾干的聚氯乙烯板放到表面光洁的不锈钢板材表面，并一起放到烘箱中，在220℃条件下加热18分钟，使其处于粘流状态后取出，把在110℃条件下预热的无机粘结层均匀的洒到聚氯乙烯板上，在220℃、压力为0.05MPa条件下将无机粘结层热压镶嵌至聚氯乙烯板表面，在聚氯乙烯板上施加0.01MPa的压力，使其自然冷却至室温；
d、无机粘结层上涂覆一层有机粘结层，所述有机粘结层包括二酚基丙烷环氧树脂100份和聚酰胺树脂70份；
e、在有机粘结层表面铺上2层0.18mm厚的玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被树脂浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.01MPa压力下室温固化；揭去聚酯薄膜；
f、在玻璃布层外表面手糊制作玻璃钢，然后固化；固化为室温固化，时间为40分钟。聚酯薄膜中采用不饱和聚酯。
实施例2
a、水和乙醇按体积比0.5∶10混配均匀，并用0.2N的醋酸将溶液pH值调至4.5，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用6倍于其体积的上述溶液稀释混配均匀制成γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
b、按γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液∶矿物纤维或石英砂的重量比为100∶2的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液均匀分散到矿物纤维或石英砂表面，然后置于105℃烘箱中，搅拌，20分钟后取出；以此作为无机粘结层；
c、将晾干的聚氯乙烯板放到表面光洁的不锈钢板材表面，并一起放到烘箱中，在200℃条件下加热25分钟，使其处于粘流状态后取出，把在110℃条件下预热的无机粘结层均匀的洒到聚氯乙烯板表面上，在200℃、压力为0.1MPa条件下将无机粘结层热压镶嵌至聚氯乙烯板表面；为了进一步使得粘结效果好，也可以在聚氯乙烯板上施加0.01MPa的压力；自然冷却至室温；
d、无机粘结层上涂覆一层有机粘结层，所述有机粘结层包括二酚基丙烷环氧树脂100份和聚酰胺树脂50份；
e、在有机粘结层表面铺上2层0.18mm厚的玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被树脂浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.1MPa压力下室温固化；揭去聚酯薄膜；
f、在玻璃布层外表面手糊制作玻璃钢，然后固化；固化为室温固化，时间为40分钟。
实施例3
a、水和乙醇按体积比1∶8混配均匀，并用0.2N的柠檬酸将溶液pH值调至6，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用2倍于其体积的上述溶液稀释混配均匀制成γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
b、按γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液∶矿物纤维或石英砂的重量比为100∶1的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液均匀分散到矿物纤维或石英砂表面，然后置于105℃烘箱中，搅拌，20分钟后取出；以此作为无机粘结层；
c、将晾干的聚氯乙烯板放到表面光洁的不锈钢板材表面，并一起放到烘箱中，在240℃条件下加热15分钟，使其处于粘流状态后取出，把在150℃条件下预热的无机粘结层均匀的洒到聚氯乙烯板表面上，在210℃、压力为0.08MPa条件下将无机粘结层热压镶嵌至聚氯乙烯板表面；为了进一步使得粘结效果好，也可以在聚氯乙烯板上施加0.05MPa的压力；自然冷却至室温；
d、无机粘结层上涂覆一层有机粘结层，所述有机粘结层包括二酚基丙烷环氧树脂100份和聚酰胺树脂150份；
e、在有机粘结层表面铺上1层0.18mm厚的玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被树脂浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.05MPa压力下室温固化；揭去聚酯薄膜；
f、在玻璃布层外表面手糊制作玻璃钢，然后固化；固化为室温固化，时间为50分钟。
实施例4
a、水和乙醇按体积比0.6∶9混配均匀，并用0.3N的柠檬酸将溶液pH值调至4，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用3倍于其体积的上述溶液稀释混配均匀制成γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
b、按γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液∶矿物纤维或石英砂的重量比为100∶1.5的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液均匀分散到矿物纤维或石英砂表面，然后置于120℃烘箱中，搅拌，25分钟后取出；以此作为无机粘结层；
c、将晾干的聚氯乙烯板放到表面光洁的不锈钢板材表面，并一起放到烘箱中，在230℃条件下加热25分钟，使其处于粘流状态后取出，把在140℃条件下预热的无机粘结层均匀的洒到聚氯乙烯板表面上，在200℃、压力为0.09MPa条件下将无机粘结层热压镶嵌至聚氯乙烯板表面；为了进一步使得粘结效果好，也可以在聚氯乙烯板上施加0.08MPa的压力；自然冷却至室温；
d、无机粘结层上涂覆一层有机粘结层，所述有机粘结层包括二酚基丙烷环氧树脂100份和聚酰胺树脂120份；
e、在有机粘结层表面铺上1层0.18mm厚的玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被树脂浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.08MPa压力下室温固化；揭去聚酯薄膜；
f、在玻璃布层外表面手糊制作玻璃钢，然后固化；固化为室温固化，时间为60分钟。
实施例5
a、水和乙醇按体积比0.6∶8混配均匀，并用0.2N的醋酸将溶液pH值调至5，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用3倍于其体积的上述溶液稀释混配均匀制成γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液；
b、按γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液∶矿物纤维或石英砂的重量比为100∶0.8的比例将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液均匀分散到矿物纤维或石英砂表面，然后置于125℃烘箱中，搅拌，20分钟后取出；以此作为无机粘结层；
c、将晾干的聚氯乙烯板放到表面光洁的不锈钢板材表面，并一起放到烘箱中，在210℃条件下加热25分钟，使其处于粘流状态后取出，把在110℃条件下预热的无机粘结层均匀的洒到聚氯乙烯板表面上，在230℃、压力为0.06MPa条件下将无机粘结层热压镶嵌至聚氯乙烯板表面；为了进一步使得粘结效果好，也可以在聚氯乙烯板上施加0.01MPa的压力；自然冷却至室温；
d、无机粘结层上涂覆一层有机粘结层，所述有机粘结层包括二酚基丙烷环氧树脂100份和聚酰胺树脂80份；
e、在有机粘结层表面铺上2层0.18mm厚的玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被树脂浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.05MPa压力下室温固化；揭去聚酯薄膜；
f、在玻璃布层外表面手糊制作玻璃钢，然后固化；固化为室温固化，时间为50分钟。
将实施例1～5任一方法制备的复合材料应用于地板上，其各性能标准如下表所示：
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种聚氯乙烯板和玻璃钢复合的方法，所述方法为由聚氯乙烯板到玻璃钢之间依次采用无机粘结层、有机粘结层和玻璃布层进行粘结；
所述无机粘结层的原料组分包括100重量份的γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液和0.5～2重量份的矿物纤维或石英砂；
所述有机粘结层的原料组分包括100重量份的二酚基丙烷型环氧树脂和50～200重量份的聚酰胺树脂。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液为将γ-氨丙基三乙氧基硅烷用混合溶剂稀释后形成的溶液，所述混合溶剂包括水和乙醇；所述混合溶剂的体积为所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷体积的2～6倍。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于：所述水和乙醇的体积比为0.5～1:8～10。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液包括有机酸，且γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液的pH为4～6。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于：制备所述无机粘结层的方法为：将无机粘结层中各原料组分在105～150℃下搅拌混合均匀，并将其在200～240℃、0.05～0.1MPa的条件下镶嵌至处于粘流态的所述聚氯乙烯板的表面。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于：制备所述有机粘结层的方法为：将有机粘结层各原料组分混合并涂覆在所述无机粘结层表面。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于：制备所述玻璃布层的方法为将玻璃布在0.01～0.1MPa的压力下压在所述有机粘结层的表面。
8.如权利要求1所述方法，其特征在于：所述玻璃钢固化在所述玻璃布层外。
9.一种如权利要求1～8任一所述方法制备的聚氯乙烯和玻璃钢复合材料。
10.如权利要求9所述复合材料在护墙板和地板材料领域的用途。
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