CN108384194A - 一种耐磨的环氧树脂合成的类smc材料 - Google Patents

一种耐磨的环氧树脂合成的类smc材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其由以下原料制成：环氧树脂，玻璃纤维，废旧聚氯乙烯材料，废旧的玻璃钢粉末，硅烷偶联剂，乙醇，空心玻璃微珠，硬脂酸钙粉末，固化剂，氧化镁和紫外线吸收剂；本发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，在制备和使用的过程中无挥发性有机物的排放，有利于环境保护和使用生产人员的健康，其力学性能良好、防尘、防水、表面耐磨损、耐重压、抗冲击、其中加入了紫外线吸收剂，改善了环氧树脂怕紫外线照射的缺点，同时使用一些废旧材料，大大降低了生产成本。

Description

一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料
技术领域
本发明涉及一种SMC材料，具体地说，是一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，属于材料技术领域。
背景技术
我国的模塑料工业起始于60年代初，当时，为适应我国国防工业发展的需要，重点发展了酚醛类为主、环氧/酚醛、环氧型模塑料为辅的具有特种功能的模塑料，像耐烧蚀材料，耐热、高强、高介电和耐超低温材料。所用的增强材料有高硅氧纤维、玻璃纤维、高强纤维及部分特殊纤维。
在1975年我国完全靠自己的力量开发出了自己的SMC材料、生产设备和工艺技术。随后在1976、1978和1986年用国产的SMC开发成功客车火车窗框、座椅和组合式水箱。我国铁路客车自1986年起所有22型车全部采用SMC窗框。它的使用不仅崛起了几个专门为铁路生产玻璃钢产品的工厂，而且对玻璃钢在铁路系统的应用起到了促进作用。SMC座椅自1978年我国首次成功应用以来，经过近20年的使用仍然还表现出它顽强的生命力。在整个2000年以后SMC座椅市场在我国得到了蓬勃发展，每年都有近百万把投人使用。
自1985年起到80年代末，随着SMC的成功应用，其先进性逐渐为人们所认识，又正逢改革开放各企业既有出国考察的机会，又比较容易获得外汇。因此，在此阶段出现了一个大规模从国外引进SMC生产设备的热潮。目前，在汽车零件的生产方面也得到了广泛的应用。与钢汽车零件相比，模压成型SMC汽车零件具有许多优点，如：生产周期短，便于汽车改型，投资效益较好；重量较轻，节约燃油，排污较少；设计自由；件的整体性好，零件的数量很少；耐用性和隔热性好等。然而它也存在一些缺点：不可回收，污染环境；虽然性能价格比较好，但一次性投资(如SMC机组、压机和模具)往往高于对应的钢件。
发明内容
针对上述问题，本发明的个目的是提供一种用环氧树脂合成的类SMC材料，原料中使用废旧聚氯乙烯材料做低收缩剂、废旧玻璃钢粉做填料，大大降低了生产成本；且此类材料不含挥发有机物，不污染环境，力学性能优良。
为解决上述技术问题，本发明提供的方案是这样的：
一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，由如下重量份的原料制成：
环氧树脂 16-18份；
玻璃纤维 18-20份；
含聚氯乙烯的废料 5-6份；
玻璃钢粉末 15-17份；
填料 18-22份；
硅烷偶联剂 0.4-0.6份；
苯乙烯 4-5份；
低轮廓添加剂 3-4份:
空心玻璃微珠 3-5份；
硬脂酸盐 1-1.5份；
助剂 0.8-1份；
固化剂 0.8-1份；
氧化镁 0.3-0.5份；
紫外线吸收剂 0.2-0.4份。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为50微米。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述的硬脂酸盐为粒径在100-300目的硬脂酸钙或者硬脂酸锌。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述的固化剂为胺类或酸酐类固化剂。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述的紫外线吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、三嗪类或受阻胺类的其中任意一种。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述的低轮廓添加剂为聚苯乙烯。
优选的，上述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，所述耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料由下述方法依次制得的：
(1)预备原料：原料及其各组分的重量份如下：
环氧树脂 16-18份；
玻璃纤维 18-20份；
废旧聚氯乙烯材料 5-6份；
玻璃钢粉末 15-17份；
填料 18-22份；
硅烷偶联剂 0.4-0.6份；
苯乙烯 4-5份
低轮廓添加剂 3-4份:
空心玻璃微珠 3-5份；
硬脂酸锌粉末 1-1.5份；
助剂 0.8-1份；
固化剂 0.8-1份；
氧化镁 0.3-0.5份；
紫外线吸收剂 0.2-0.4份；
(2)废旧聚氯乙烯材料的处理：将对应量的废旧聚氯乙烯材料清洗干净，在100℃下烘干，然后在粉碎机中粉碎为粒径小于30微米的粉末；
(3)废旧玻璃钢粉的处理：将硅烷偶联剂和乙醇按步骤(1)的比例配制成溶液，加至对应量的废旧玻璃钢粉中，再放入超声波清洗机中进行超声处理，总处理时间50分钟；处理后取出晾干，置于100℃的烘箱中干燥1.5小时，备用；
(4)制备树脂糊：按照步骤(1)的比例称取对应量的环氧树脂、空心玻璃微珠、硬脂酸钙粉末、固化剂、氧化镁、紫外线吸收剂、步骤(2)处理的废旧聚氯乙烯材料和步骤(3)处理过的废旧玻璃钢粉，在高速分散机中以1500rpm的速度分散30分钟；
(5)片材压制：将分散好的树脂糊通过输送平台送到承载薄膜上，再将玻璃纤维均匀的平铺在树脂糊上，使其被充分浸渍，糊制适当的层数，然后最上层再铺一层承载薄膜，用刮板将其中的气泡赶干净，最后放在加热的压力成型机中央，在6MPa的压力下压制成片状模塑料样品；
(6)固化成型：将步骤(5)制备的片状模塑料样品揭去两面的承载薄膜，放在成型机上，在180℃、7MPa的条件下成型6小时。
与现有技术相比，本发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料使用的废旧聚氯乙烯材料作为低收缩剂；废旧玻璃钢粉是填料，处理以后可以更好地与环氧树脂相容；硬脂酸钙粉末是脱模剂；氧化镁是作为增稠剂的。向其中加入空心玻璃微珠一方面可以增强材料的韧性，另一方面可以减小材料的密度。
本发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，在制备和使用的过程中无挥发性有机物的排放，有利于环境保护和使用生产人员的健康。其力学性能良好、防尘、防水、表面耐磨损、耐重压、抗冲击、其中加入了紫外线吸收剂，改善了环氧树脂怕紫外线照射的缺点，同时使用一些废旧材料，大大降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的权利要求做进一步的详细说明。
实施例1
本实施例提供的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其由如下重量份的原料制成：
环氧树脂 18份；
玻璃纤维 18份；
废旧聚氯乙烯材料(主要是指的废旧塑料) 6份；
玻璃钢粉末 15份；
硅藻土 22份；
硅烷偶联剂A171(乙烯基三甲氧基硅烷) 0.4份；
苯乙烯 5份
低轮廓添加剂聚苯乙烯(PS) 3份:
空心玻璃微珠 5份；
硬脂酸锌粉末 1份；
助剂乙醇 1份；
固化剂羟乙基乙二胺 0.8份；
氧化镁 0.5份；
紫外线吸收剂水杨酸酯类BAD 0.2份；
上述的空心玻璃微珠的平均粒径为50微米；硬脂酸钙粉末的粒径为300目；玻璃钢粉末为100目；
上述耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)预备原料：原料及其各组分的重量份如下：
环氧树脂 18份；
玻璃纤维 18份；
废旧聚氯乙烯材料(主要是指的废旧塑料) 6份；
玻璃钢粉末 15份；
硅藻土 22份；
硅烷偶联剂A171(乙烯基三甲氧基硅烷) 0.4份；
苯乙烯 5份
低轮廓添加剂聚苯乙烯(PS) 3份:
空心玻璃微珠 5份；
硬脂酸锌粉末 1份；
助剂乙醇 1份；
固化剂羟乙基乙二胺 0.8份；
氧化镁 0.5份；
紫外线吸收剂水杨酸酯类BAD 0.2份；
(2)废旧聚氯乙烯材料的处理：将对应量的废旧聚氯乙烯材料清洗干净，在100℃下烘干，然后在粉碎机中粉碎为粒径小于30微米的粉末；
3)废旧玻璃钢粉的处理：将硅烷偶联剂和乙醇按步骤(1)的比例配制成溶液，加至对应量的废旧玻璃钢粉中，再放入超声波清洗机中进行超声处理，总处理时间50分钟；处理后取出晾干，置于100℃的烘箱中干燥1.5小时，备用；
(4)制备树脂糊：按照步骤(1)的比例称取对应量的环氧树脂、空心玻璃微珠、硬脂酸钙粉末、固化剂、氧化镁、紫外线吸收剂、步骤(2)处理的废旧聚氯乙烯材料和步骤(3)处理过的废旧玻璃钢粉，在高速分散机中以1500rpm的速度分散30分钟；
(5)片材压制：将分散好的树脂糊通过输送平台送到承载薄膜上，再将玻璃纤维均匀的平铺在树脂糊上，使其被充分浸渍，糊制适当的层数，然后最上层再铺一层承载薄膜，用刮板将其中的气泡赶干净，最后放在加热的压力成型机中央，在6MPa的压力下压制成片状模塑料样品；
(6)固化成型：将步骤(5)制备的片状模塑料样品揭去两面的承载薄膜，放在成型机上，在180℃、7MPa的条件下成型6小时。
实施例2
本发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料及其制备方法，基本上与实施例1相同，其不同之处在于：
原料及其各组分的重量份如下：
环氧树脂 16份；
玻璃纤维 20份；
废旧聚氯乙烯材料(主要是指的废旧塑料) 5份；
玻璃钢粉末 17份；
硅藻土 18份；
硅烷偶联剂KH-550(3-氨基丙基三乙氧基硅烷) 0.6份；
苯乙烯 4份
低轮廓添加剂聚苯乙烯(PS)4份:
空心玻璃微珠 3份；
硬脂酸钙粉末 1.5份；
助剂乙醇 0.8份；
固化剂邻苯二甲酸酐 1份；
氧化镁 0.3份；
紫外线吸收剂二苯甲酮 0.4份；
上述的空心玻璃微珠的平均粒径为50微米；硬脂酸钙粉末的粒径在300目；
其制备方法与实施例1中所述的方法相同。
实施例3
本发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，基本上与实施例1及2相同，其不同之处在于：
原料及其各组分的重量份如下：
环氧树脂 17份；
玻璃纤维 19份；
废旧聚氯乙烯材料(主要是指的废旧塑料) 5.5份；
玻璃钢粉末 16份；
硅藻土 20份；
硅烷偶联剂A171(乙烯基三甲氧基硅烷) 0.5份；
苯乙烯 4.5份
低轮廓添加剂聚苯乙烯(PS) 3.5份:
空心玻璃微珠 4份；
硬脂酸锌粉末 1.2份；
助剂乙醇 0.9份；
固化剂羟乙基乙二胺 0.9份；
氧化镁 0.4份；
紫外线吸收剂1,3,5-三嗪 0.3份；
上述的空心玻璃微珠的平均粒径为50微米；硬脂酸锌粉末的粒径在300目；
其制备方法与实施例1中所述的方法相同。
为了说明本申请提供的技术方案的优点，下面给出本申请的检测实验数据。
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 测试方法
比重 1.76 1.78 1.81 HR-W0004
吸水率 0.05 0.06 0.06 GB-1642
弯曲强度(MPa) 168 167 167 HR-W0002
弯曲弹性模具(GPa) 9.7 9.8 9.9 HR-W0002
拉伸强度(MPa) 63 67 69 HR-W0001
Lzod冲击强度(KJ/m2) 67 65 68 HR-W0003
巴柯硬度(NO.934-1) 45 45 46 JISK691101
发明提供的耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，在制备和使用的过程中无挥发性有机物的排放，有利于环境保护和使用生产人员的健康。其力学性能良好、防尘、防水、表面耐磨损、耐重压、抗冲击、其中加入了紫外线吸收剂，改善了环氧树脂怕紫外线照射的缺点，同时使用一些废旧材料，大大降低了生产成本。
以上内容是结合具体的优选实施方式，对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，由如下重量份的原料制成：
环氧树脂 16-18份；
玻璃纤维 18-20份；
含聚氯乙烯的废料 5-6份；
玻璃钢粉末 15-17份；
填料 18-22份；
硅烷偶联剂 0.4-0.6份；
苯乙烯 4-5份；
低轮廓添加剂 3-4份:
空心玻璃微珠 3-5份；
硬脂酸盐 1-1.5份；
助剂 0.8-1份；
固化剂 0.8-1份；
氧化镁 0.3-0.5份；
紫外线吸收剂 0.2-0.4份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述的空心玻璃微珠的平均粒径为50微米。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述的硬脂酸盐为粒径在100-300目的硬脂酸钙或者硬脂酸锌。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述的固化剂为胺类或酸酐类固化剂。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、三嗪类或受阻胺类的其中任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述的低轮廓添加剂为聚苯乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料，其特征在于，所述耐磨的环氧树脂合成的类SMC材料由下述方法依次制得的：
(1)预备原料：原料及其各组分的重量份如下：
环氧树脂 16-18份；
玻璃纤维 18-20份；
废旧聚氯乙烯材料 5-6份；
玻璃钢粉末 15-17份；
填料 18-22份；
硅烷偶联剂 0.4-0.6份；
苯乙烯 4-5份
低轮廓添加剂 3-4份:
空心玻璃微珠 3-5份；
硬脂酸锌粉末 1-1.5份；
助剂 0.8-1份；
固化剂 0.8-1份；
氧化镁 0.3-0.5份；
紫外线吸收剂 0.2-0.4份；
(2)废旧聚氯乙烯材料的处理：将对应量的废旧聚氯乙烯材料清洗干净，在100℃下烘干，然后在粉碎机中粉碎为粒径小于30微米的粉末；
(3)废旧玻璃钢粉的处理：将硅烷偶联剂和乙醇按步骤(1)的比例配制成溶液，加至对应量的废旧玻璃钢粉中，再放入超声波清洗机中进行超声处理，总处理时间50分钟；处理后取出晾干，置于100℃的烘箱中干燥1.5小时，备用；
(4)制备树脂糊：按照步骤(1)的比例称取对应量的环氧树脂、空心玻璃微珠、硬脂酸钙粉末、固化剂、氧化镁、紫外线吸收剂、步骤(2)处理的废旧聚氯乙烯材料和步骤(3)处理过的废旧玻璃钢粉，在高速分散机中以1500rpm的速度分散30分钟；
(5)片材压制：将分散好的树脂糊通过输送平台送到承载薄膜上，再将玻璃纤维均匀的平铺在树脂糊上，使其被充分浸渍，糊制适当的层数，然后最上层再铺一层承载薄膜，用刮板将其中的气泡赶干净，最后放在加热的压力成型机中央，在6MPa的压力下压制成片状模塑料样品；
(6)固化成型：将步骤(5)制备的片状模塑料样品揭去两面的承载薄膜，放在成型机上，在180℃、7MPa的条件下成型6小时。
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