CN109021527A - 一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，涉及玻璃纤维增强塑料技术领域，由以下重量份组分制成，不饱和聚酯100‑200份、环氧树脂100‑150份、酚醛树脂100‑150份、玻璃纤维50‑100份、碳纤维50‑100份、聚苯乙烯20‑30份、聚乙烯30‑50份、氢氧化铝100‑200份、氢氧化镁100‑200份、固化剂1‑5份、偶联剂1‑2份、润滑分散剂1‑2份、相容剂1‑4份、石粉100‑200份，塑料模具选用内外双层模具，碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部，采用无碱玻璃纤维。本发明玻璃纤维增强塑料兼具了玻璃纤维的强度高，耐腐蚀、电绝缘性能好，和碳纤维的高弹性模量，高耐热性，同时材料中加入阻燃剂，保证塑料不受高温燃烧，提高了塑料整体性能和品质。

Description

一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及玻璃纤维增强塑料技术领域，具体为一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺。
背景技术
玻璃纤维增强塑料是一种品种繁多，性能各别，用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。
玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。由于玻璃钢产品，可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求，自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成，避免了金属材料通常所需要的二次加工，从而可以大大降低产品的物质消耗，减少了人力和物力的浪费。
目前玻璃纤维增强塑料的弹性模量小，长期耐温性差，从而外表面的阻燃能力低，层间剪切强度低，尽管玻璃纤维增强塑料不具备碳纤维增强塑料的高弹性模量，高耐热性和低密度性，但是碳纤维成本较高，不利于生产加工。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，解决了目前玻璃纤维增强塑料的弹性模量小，长期耐温性差，从而外表面的阻燃能力低，层间剪切强度低，尽管玻璃纤维增强塑料不具备碳纤维增强塑料的高弹性模量，高耐热性和低密度性，但是碳纤维成本较高，不利于生产加工的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，其特征在于，由以下重量份组分制成，不饱和聚酯100-200份、环氧树脂100-150份、酚醛树脂100-150份、玻璃纤维50-100份、碳纤维50-100份、聚苯乙烯20-30份、聚乙烯30-50份、氢氧化铝100-200份、氢氧化镁100-200份、固化剂1-5份、偶联剂1-2份、润滑分散剂1-2份、相容剂1-4份、石粉100-200份。
本发明中含有玻璃纤维和碳纤维，玻璃纤维加入到塑料原料中注塑成型，从而实现塑料绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高的优点，同时在塑料原料中加入碳纤维，碳纤维中和了玻璃纤维脆性大和耐磨性差的缺点，提高了玻璃纤维增强塑料综合性能。
本发明中含有氢氧化铝和氢氧化镁，氢氧化铝和氢氧化镁是很好的阻燃剂，可以防止玻璃纤维增强塑料的燃烧，提高玻璃纤维增强塑料环境的适应性。
优选的，由以下重量份组分制成：不饱和聚酯150份、环氧树脂125份、酚醛树脂125份、玻璃纤维75份、碳纤维75份、聚苯乙烯25份、聚乙烯40份、氢氧化铝150份、氢氧化镁150份、固化剂3份、偶联剂1.5份、润滑分散剂1.5份、相容剂2.5份、石粉150份。
优选的，包括以下步骤：
(1)、将150份不饱和聚酯、125份环氧树脂和125份酚醛树脂加入专用容器中，用分散搅拌器搅拌均匀，搅拌均匀的原料静止一段时间备用；
(2)、将20份聚苯乙烯、30份聚乙烯、2份固化剂、1份偶联剂、1润滑分散剂、1.5份相容剂、150份石粉加入到专用的搅拌器中均匀搅拌，搅拌后的糊状溶液放置一段时间；
(3)、将75份玻璃纤维加入到步骤(2)的原材料中搅拌均匀，得到玻璃纤维混合原料，再将步骤(1)中得到的混合原料一半的分量加入玻璃纤维混合原料，通过专用搅拌器搅拌，混合而成塑料内芯原料备用；
(4)、将150份氢氧化铝、150份氢氧化镁、5份聚苯乙烯、10份聚乙烯、1份固化剂、0.5份偶联剂、0.5润滑分散剂、1份相容剂在专用搅拌设备中搅拌一段时间，再向其中加入75份碳纤维，再搅拌一段时间放置一段时间；
(5)、将步骤(1)中得到的混合原料另外一半的分量加入步骤(4)碳纤维混合原料中，通过专用搅拌装置搅拌一段时间，混合而成塑料外皮原料备用；
(6)、塑料模具选用内外双层模具，将步骤(3)中的备用原料加入到内模具中，再讲步骤(5)中的备用原料加入到外模具中，经过模具成型固化玻璃纤维增强塑料；
(7)、固化的玻璃纤维增强塑料通过牵引装置取出，根据需要切割成不同尺寸。
优选的，所述150份石粉采用500mm石粉，所述75份玻璃纤维采用12mm玻璃纤维、所述75份碳纤维采用7um碳纤维。
优选的，所述步骤(6)中含有碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部。
优选的，所述步骤(6)中模压温度设置为130℃-140℃，模压压力设置为10-12Mpa。
优选的，步骤(6)中外模成型厚度设置为1mm。
优选的，所述玻璃纤维75份采用无碱玻璃纤维。
优选的，步骤(6)中玻璃纤维增强塑料固化时间为10-20分钟。
优选的，所述步骤(1)中的混合原料放置85小时以上备用。
本发明模具采用内模和外模，含有玻璃纤维的原料加入内模中，含有碳纤维的的原料加入外模中，含有碳纤维的的原料包裹在玻璃纤维加强塑料的表面，既避免了玻璃纤维加强塑料的脆性大和耐磨性差，同时局部设置有碳纤维降低生产成本。
本发明的有益效果是：本发明玻璃纤维增强塑料兼具了玻璃纤维的强度高，耐腐蚀、电绝缘性能好，和碳纤维的高弹性模量，高耐热性，同时材料中加入阻燃剂，保证塑料不受高温燃烧。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，由以下重量份组分制成：不饱和聚酯100份、环氧树脂100份、酚醛树脂100份、玻璃纤维50份、碳纤维50份、聚苯乙烯20份、聚乙烯30份、氢氧化铝100份、氢氧化镁100份、固化剂1份、偶联剂1份、润滑分散剂1份、相容剂1份、石粉100份。
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将150份不饱和聚酯、125份环氧树脂和125份酚醛树脂加入专用容器中，用分散搅拌器搅拌均匀，搅拌均匀的原料静止一段时间备用；
(2)、将20份聚苯乙烯、30份聚乙烯、2份固化剂、1份偶联剂、1润滑分散剂、1.5份相容剂、150份石粉加入到专用的搅拌器中均匀搅拌，搅拌后的糊状溶液放置一段时间；
(3)、将75份玻璃纤维加入到步骤(2)的原材料中搅拌均匀，得到玻璃纤维混合原料，再将步骤(1)中得到的混合原料一半的分量加入玻璃纤维混合原料，通过专用搅拌器搅拌，混合而成塑料内芯原料备用；
(4)、将150份氢氧化铝、150份氢氧化镁、5份聚苯乙烯、10份聚乙烯、1份固化剂、0.5份偶联剂、0.5润滑分散剂、1份相容剂在专用搅拌设备中搅拌一段时间，再向其中加入75份碳纤维，再搅拌一段时间放置一段时间；
(5)、将步骤(1)中得到的混合原料另外一半的分量加入步骤(4)碳纤维混合原料中，通过专用搅拌装置搅拌一段时间，混合而成塑料外皮原料备用；
(6)、塑料模具选用内外双层模具，将步骤(3)中的备用原料加入到内模具中，再讲步骤(5)中的备用原料加入到外模具中，经过模具成型固化玻璃纤维增强塑料；
(7)、固化的玻璃纤维增强塑料通过牵引装置取出，根据需要切割成不同尺寸。
所述150份石粉采用500mm石粉，所述75份玻璃纤维采用12mm玻璃纤维、所述75份碳纤维采用7um碳纤维。
所述步骤(6)中含有碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部。
所述步骤(6)中模压温度设置为130℃-140℃，模压压力设置为10-12Mpa。
步骤(6)中外模成型厚度设置为1mm。
所述玻璃纤维75份采用无碱玻璃纤维。
步骤(6)中玻璃纤维增强塑料固化时间为10-20分钟。
步骤(1)中的混合原料放置85小时以上备用。
实施例二
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，由以下重量份组分制成：不饱和聚酯150份、环氧树脂125份、酚醛树脂125份、玻璃纤维75份、碳纤维75份、聚苯乙烯25份、聚乙烯40份、氢氧化铝150份、氢氧化镁150份、固化剂3份、偶联剂1.5份、润滑分散剂1.5份、相容剂2.5份、石粉150份。
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将150份不饱和聚酯、125份环氧树脂和125份酚醛树脂加入专用容器中，用分散搅拌器搅拌均匀，搅拌均匀的原料静止一段时间备用；
(2)、将20份聚苯乙烯、30份聚乙烯、2份固化剂、1份偶联剂、1润滑分散剂、1.5份相容剂、150份石粉加入到专用的搅拌器中均匀搅拌，搅拌后的糊状溶液放置一段时间；
(3)、将75份玻璃纤维加入到步骤(2)的原材料中搅拌均匀，得到玻璃纤维混合原料，再将步骤(1)中得到的混合原料一半的分量加入玻璃纤维混合原料，通过专用搅拌器搅拌，混合而成塑料内芯原料备用；
(4)、将150份氢氧化铝、150份氢氧化镁、5份聚苯乙烯、10份聚乙烯、1份固化剂、0.5份偶联剂、0.5润滑分散剂、1份相容剂在专用搅拌设备中搅拌一段时间，再向其中加入75份碳纤维，再搅拌一段时间放置一段时间；
(5)、将步骤(1)中得到的混合原料另外一半的分量加入步骤(4)碳纤维混合原料中，通过专用搅拌装置搅拌一段时间，混合而成塑料外皮原料备用；
(6)、塑料模具选用内外双层模具，将步骤(3)中的备用原料加入到内模具中，再讲步骤(5)中的备用原料加入到外模具中，经过模具成型固化玻璃纤维增强塑料；
(7)、固化的玻璃纤维增强塑料通过牵引装置取出，根据需要切割成不同尺寸。
所述150份石粉采用500mm石粉，所述75份玻璃纤维采用12mm玻璃纤维、所述75份碳纤维采用7um碳纤维。
步骤(6)中含有碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部。
所述步骤(6)中模压温度设置为130℃-140℃，模压压力设置为10-12Mpa。
步骤(6)中外模成型厚度设置为1mm。
玻璃纤维75份采用无碱玻璃纤维。
步骤(6)中玻璃纤维增强塑料固化时间为10-20分钟。
步骤(1)中的混合原料放置85小时以上备用。
实施例三
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，由以下重量份组分制成：不饱和聚酯200份、环氧树脂150份、酚醛树脂150份、玻璃纤维100份、碳纤维100份、聚苯乙烯30份、聚乙烯50份、氢氧化铝200份、氢氧化镁200份、固化剂5份、偶联剂2份、润滑分散剂2份、相容剂4份、石粉200份。
一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将150份不饱和聚酯、125份环氧树脂和125份酚醛树脂加入专用容器中，用分散搅拌器搅拌均匀，搅拌均匀的原料静止一段时间备用；
(2)、将20份聚苯乙烯、30份聚乙烯、2份固化剂、1份偶联剂、1润滑分散剂、1.5份相容剂、150份石粉加入到专用的搅拌器中均匀搅拌，搅拌后的糊状溶液放置一段时间；
(3)、将75份玻璃纤维加入到步骤(2)的原材料中搅拌均匀，得到玻璃纤维混合原料，再将步骤(1)中得到的混合原料一半的分量加入玻璃纤维混合原料，通过专用搅拌器搅拌，混合而成塑料内芯原料备用；
(4)、将150份氢氧化铝、150份氢氧化镁、5份聚苯乙烯、10份聚乙烯、1份固化剂、0.5份偶联剂、0.5润滑分散剂、1份相容剂在专用搅拌设备中搅拌一段时间，再向其中加入75份碳纤维，再搅拌一段时间放置一段时间；
(5)、将步骤(1)中得到的混合原料另外一半的分量加入步骤(4)碳纤维混合原料中，通过专用搅拌装置搅拌一段时间，混合而成塑料外皮原料备用；
(6)、塑料模具选用内外双层模具，将步骤(3)中的备用原料加入到内模具中，再讲步骤(5)中的备用原料加入到外模具中，经过模具成型固化玻璃纤维增强塑料；
(7)、固化的玻璃纤维增强塑料通过牵引装置取出，根据需要切割成不同尺寸。
所述150份石粉采用500mm石粉，所述75份玻璃纤维采用12mm玻璃纤维、所述75份碳纤维采用7um碳纤维。
步骤(6)中含有碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部。
步骤(6)中模压温度设置为130℃-140℃，模压压力设置为10-12Mpa。
步骤(6)中外模成型厚度设置为1mm。
玻璃纤维75份采用无碱玻璃纤维。
步骤(6)中玻璃纤维增强塑料固化时间为10-20分钟。
步骤(1)中的混合原料放置85小时以上备用。
本发明实施例与普通巧克力对照表
普通塑料 实施例一 实施例二 实施例三
阻燃性 差 较差 良好 优
成本 低 较低 适中 较高
脆性 较高 适中 较低 低
耐磨性 低 较低 适中 较高
从上述表格可以看出，与普通塑料相比较，本发明具有明显的阻燃性，并且同时兼具碳纤维的脆性低、耐磨性高和玻璃纤维成本低的特性，提高了塑料整体性能和品质。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，其特征在于，由以下重量份组分制成，不饱和聚酯100-200份、环氧树脂100-150份、酚醛树脂100-150份、玻璃纤维50-100份、碳纤维50-100份、聚苯乙烯20-30份、聚乙烯30-50份、氢氧化铝100-200份、氢氧化镁100-200份、固化剂1-5份、偶联剂1-2份、润滑分散剂1-2份、相容剂1-4份、石粉100-200份。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺，其特征在于，由以下重量份组分制成：不饱和聚酯150份、环氧树脂125份、酚醛树脂125份、玻璃纤维75份、碳纤维75份、聚苯乙烯25份、聚乙烯40份、氢氧化铝150份、氢氧化镁150份、固化剂3份、偶联剂1.5份、润滑分散剂1.5份、相容剂2.5份、石粉150份。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将150份不饱和聚酯、125份环氧树脂和125份酚醛树脂加入专用容器中，用分散搅拌器搅拌均匀，搅拌均匀的原料静止一段时间备用；
(2)、将20份聚苯乙烯、30份聚乙烯、2份固化剂、1份偶联剂、1润滑分散剂、1.5份相容剂、150份石粉加入到专用的搅拌器中均匀搅拌，搅拌后的糊状溶液放置一段时间；
(3)、将75份玻璃纤维加入到步骤(2)的原材料中搅拌均匀，得到玻璃纤维混合原料，再将步骤(1)中得到的混合原料一半的分量加入玻璃纤维混合原料，通过专用搅拌器搅拌，混合而成塑料内芯原料备用；
(4)、将150份氢氧化铝、150份氢氧化镁、5份聚苯乙烯、10份聚乙烯、1份固化剂、0.5份偶联剂、0.5润滑分散剂、1份相容剂在专用搅拌设备中搅拌一段时间，再向其中加入75份碳纤维，再搅拌一段时间放置一段时间；
(5)、将步骤(1)中得到的混合原料另外一半的分量加入步骤(4)碳纤维混合原料中，通过专用搅拌装置搅拌一段时间，混合而成塑料外皮原料备用；
(6)、塑料模具选用内外双层模具，将步骤(3)中的备用原料加入到内模具中，再讲步骤(5)中的备用原料加入到外模具中，经过模具成型固化玻璃纤维增强塑料；
(7)、固化的玻璃纤维增强塑料通过牵引装置取出，根据需要切割成不同尺寸。
4.根据权利要求2所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：所述150份石粉采用500mm石粉，所述75份玻璃纤维采用12mm玻璃纤维、所述75份碳纤维采用7um碳纤维。
5.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中含有碳纤维的塑料原料包裹在玻璃纤维的塑料原料外部。
6.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中模压温度设置为130℃-140℃，模压压力设置为10-12Mpa。
7.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：步骤(6)中外模成型厚度设置为1mm。
8.根据权利要求2所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：所述玻璃纤维75份采用无碱玻璃纤维。
9.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：步骤(6)中玻璃纤维增强塑料固化时间为10-20分钟。
10.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维增强塑料及其生产工艺的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的混合原料放置85小时以上备用。
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