CN108215251A - 一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺 - Google Patents

一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，包括配料、矿物短纤维或石英砂的预处理、矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作、以及环氧树脂玻璃钢复合板材制作四个操作步骤。本发明公开的环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其具备工艺方法简单易于掌握、原料来源广泛、且产品中环氧树脂于玻璃钢粘接界面层间剪切强度大于7MPa、能抵抗15次以上‑40℃至110℃冷热水冲击等优点。

Description

一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺
技术领域
本发明属于复合材料粘接技术领域，具体涉及一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺。
背景技术
环氧树脂玻璃钢复合材料由于具备了环氧树脂以及玻璃钢的双重功能，因此应用领域较为广泛。例如，建筑围护结构、贮酸槽、耐酸泵、风机、化工管道、反应槽、集装箱、汽车壳体、游艇、扫雷艇、潜水艇构件、浮筒、快艇、电杆、电动机护环、雷达罩、浮桥等。现有技术中，环氧树脂玻璃钢的粘接界面的剪切强度低，抗冷热水冲击能力弱，在使用过程中，往往因为水浸泡等因素导致复合材料的界面分层脱离，从而缩减环氧树脂玻璃钢复合材料的使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，解决了现有技术中环氧树脂玻璃钢粘接界面的剪切强度低、抗冷热水冲击能力弱的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，由以下工艺步骤组成：
a配料将水和乙醇按照体积比0.2～0.5：10混合配制成溶液，并用有机酸将溶液的pH值调至3.8-5.0，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用3-5倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用70℃-90℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1～2(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于烘箱中，连续搅拌，然后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的耐热板材表面，并一起放到烘箱中，然后加热使其处于粘流状态后取出；将预热后的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在一定压力下，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，室温下凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
优选的，所述有机酸为乙酸或者草酸。
优选的，矿物短纤维或石英砂的预处理中，所述矿物短纤维或石英砂加热温度为100℃-120℃。
优选的，所述耐热板材为在260℃-290℃温度下表面不变形的金属或非金属耐热板材。
优选的，所述耐热板材为云母板或者不锈钢板。
优选的，矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作中，处于粘流状态的加热温度为220℃-260℃，加热时间为20-30分钟。
优选的，矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作中，所述石英砂或矿物短纤维的预热温度为100℃-240℃。
优选的，将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面的温度为220℃-260℃，压力为0.15-0.25MPa。
优选的，环氧树脂板冷却时的压力为0.05-0.1MPa。
优选的，在室温下凝胶或固化时的压力为0.05-0.1MPa。
本发明的有益效果：本发明公开一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其具备工艺方法简单易于掌握、原料来源广泛、且产品中环氧树脂于玻璃钢粘接界面层间剪切强度大于7MPa、能抵抗15次以上-40℃至110℃冷热水冲击等优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
a配料将水和乙醇按照体积比0.2：10混合配制成溶液，并用乙酸将溶液的pH值调至3.8，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用3倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用70℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热到105℃，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于150℃烘箱中，连续搅拌，15分钟后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的云母板表面，并一起放到烘箱中，在220℃条件下加热30分钟，使其处于粘流状态后取出；把在240℃条件下预热的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在环氧树脂板上施加0.05MPa的压力，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上1-2层玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.06MPa压力下室温凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
实施例2：
a配料将水和乙醇按照体积比0.3：10混合配制成溶液，并用草酸将溶液的pH值调至4.0，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用3倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用70℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热到115℃，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1.3(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于150℃烘箱中，连续搅拌，15分钟后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的云母板表面，并一起放到烘箱中，在240℃条件下加热30分钟，使其处于粘流状态后取出；把在200℃条件下预热的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在环氧树脂板上施加0.07MPa的压力，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上1-2层玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.05MPa压力下室温凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
实施例3：
a配料将水和乙醇按照体积比0.4：10混合配制成溶液，并用乙酸将溶液的pH值调至4.2，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用4倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用80℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热到110℃，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1.5(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于150℃烘箱中，连续搅拌，15分钟后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的云母板表面，并一起放到烘箱中，在260℃条件下加热30分钟，使其处于粘流状态后取出；把在180℃条件下预热的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在环氧树脂板上施加0.08MPa的压力，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上1-2层玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.1MPa压力下室温凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
实施例4：
a配料将水和乙醇按照体积比0.5：10混合配制成溶液，并用草酸将溶液的pH值调至4.5，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用4倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用80℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热到110℃，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1.7(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于120℃烘箱中，连续搅拌，15分钟后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的云母板表面，并一起放到烘箱中，在225℃条件下加热25分钟，使其处于粘流状态后取出；把在150℃条件下预热的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在环氧树脂板上施加0.08MPa的压力，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上1-2层玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.08MPa压力下室温凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
实施例5：
a配料将水和乙醇按照体积比0.35：10混合配制成溶液，并用乙酸将溶液的pH值调至4.7，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用4倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用90℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热到100℃，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶2(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于120℃烘箱中，连续搅拌，15分钟后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的云母板表面，并一起放到烘箱中，在235℃条件下加热25分钟，使其处于粘流状态后取出；把在100℃条件下预热的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在环氧树脂板上施加0.1MPa的压力，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上1-2层玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，在0.07MPa压力下室温凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，由以下工艺步骤组成：
a配料将水和乙醇按照体积比0.2～0.5：10混合配制成溶液，并用有机酸将溶液的pH值调至3.8-5.0，将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯用3-5倍于其体积的上述调节PH后的水-乙醇溶液稀释混配均匀制成异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液；
b矿物短纤维或石英砂的预处理将矿物短纤维或石英砂用研磨机研磨成粉末状，用70℃-90℃的热水冲洗2-3次，烘干；先将矿物短纤维或石英砂加热，按异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液：矿物短纤维或石英砂＝100∶1～2(重量比)的比例将异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯溶液均匀分散到矿物短纤维或石英砂表面，然后置于烘箱中，连续搅拌，然后取出；
c矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作将晾干的环氧树脂板放到表面光洁的耐热板材表面，并一起放到烘箱中，然后加热使其处于粘流状态后取出；将预热后的石英砂或矿物短纤维均匀的洒到环氧树脂板上，然后再将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面，在一定压力下，环氧树脂板自然冷却至室温；
d环氧树脂玻璃钢复合板材制作分别在矿物短纤维环氧树脂和石英砂环氧树脂板上涂覆一层粘接剂，然后在粘接剂表面铺上玻璃布，用压辊赶压使玻璃布被浸透，在玻璃布表面铺覆一层聚酯薄膜，室温下凝胶或固化；揭去聚酯薄膜，在玻璃布外表面制作玻璃钢，然后固化。
2.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，所述有机酸为乙酸或者草酸。
3.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，矿物短纤维或石英砂的预处理中，所述矿物短纤维或石英砂加热温度为100℃-120℃。
4.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，所述耐热板材为在260℃-290℃温度下表面不变形的金属或非金属耐热板材。
5.根据权利要求4所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，所述耐热板材为云母板或者不锈钢板。
6.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作中，处于粘流状态的加热温度为220℃-260℃，加热时间为20-30分钟。
7.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，矿物短纤维环氧树脂或者石英砂环氧树脂板材制作中，所述石英砂或矿物短纤维的预热温度为100℃-240℃。
8.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，将石英砂或矿物短纤维热压镶嵌至环氧树脂板表面的温度为220℃-260℃，压力为0.15-0.25MPa。
9.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，环氧树脂板冷却时的压力为0.05-0.1MPa。
10.根据权利要求1所述环氧树脂玻璃钢复合材料界面粘接工艺，其特征在于，在室温下凝胶或固化时的压力为0.05-0.1MPa。
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