CN110117373A

CN110117373A - 一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法

Info

Publication number: CN110117373A
Application number: CN201910306456.3A
Authority: CN
Inventors: 沈辉
Original assignee: Hangzhou Epernet Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Epernet Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2019-08-13

Abstract

本发明涉及一种采光板的制备方法，尤其是涉及一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法。其主要是解决现有技术所存在的采光板在固化过程中污染较为严重，生产出来的采光板耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性都较差，并且整个生产过程自动化程度较差，生产成本较高等的技术问题。本发明将不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂按配方比例加入到搅拌机内进行搅拌，与固化剂混合均匀，加入玻璃纤维，形成玻璃纤维增强复合材料层，覆盖PVDF膜，送入到成型加温设备中经三次成型加温，采光板的组成及质量百分比为：不饱和聚酯树脂30%‑40%，含氟聚酯树脂20%‑30%，玻璃纤维25%‑35%，固化剂1.0%‑2.5%，促进剂0.3%‑1.0%，助剂3‑5%。

Description

一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种采光板的制备方法，尤其是涉及一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法。

背景技术

目前市面上大量出现的普通的采光板通常采用玻璃纤维增强复合材料制成，在一些大型的厂房如化工厂、电镀厂、酸洗厂、皮革厂、肥料厂、造纸厂等具有高腐蚀工矿的厂房以及仓库的建筑中，运用防腐及采光板，不仅可以达到防腐，节约电能的作用，而且有整洁、美观，环保的作用。中国专利公开了一种阻燃高韧性酚醛树脂防腐采光板及其制备方法（公开号：CN106393846A），其包括玻璃纤维预织件和阻燃酚醛树脂，其中玻璃纤维预织件层间包含纳米碳纤维或碳纳米管，阻燃酚醛树脂浸渍在玻璃纤维预织件内；以及直接贴附于玻璃纤维预织件外表面的PET薄膜；纳米碳纤维使用缝纫技术缝合至玻璃纤维预织件层间；纳米碳纤维直径为100-200nm；碳纳米管管径为20-30nm；阻燃高韧性酚醛树脂防腐采光板的方法，包括玻璃纤维预织件制造、阻燃酚醛树脂制备和阻燃高韧性酚醛树脂防腐采光板的制备；玻璃纤维预织件制造包括以下步骤：1)将玻璃纤维毡按照结构设计进行层铺；2)在连续玻璃纤维毡层铺过程中，引入具有增强作用的单向纤维布以间隔铺层方式加入连续层铺的玻璃纤维毡中；3)运用缝纫技术，将纳米碳纤维或碳纳米管缝合在多层玻璃纤维毡层间，制得玻璃纤维预织件；阻燃酚醛树脂由以下组分组成：500kg 酚醛树脂，200kg表面处理过的氢氧化铝阻燃剂、1kg紫外线吸收剂、20kg色浆，4kg固化剂和 2kg促进剂；阻燃酚醛树脂制备包括以下步骤：1)用界面偶联剂进行氢氧化铝阻燃剂的表面处理：将界面偶联剂KH550溶于的乙醇中，然后将氢氧化铝阻燃剂溶于界面偶联剂溶液中，搅拌均匀后，蒸馏出乙醇溶剂，制得表面处理过的氢氧化铝阻燃剂；2)在酚醛树脂中，加入表面处理过的氢氧化铝阻燃剂、紫外线吸收剂和色浆，搅拌均匀，然后添加固化剂、促进剂进行二次搅拌，混合均匀制得所述阻燃酚醛树脂。但是这种方法制备出来的采光板在固化过程中污染较为严重，生产出来的采光板耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性都较差，并且整个生产过程自动化程度较差，生产成本较高。

发明内容

本发明是提供一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其主要是解决现有技术所存在的采光板在固化过程中污染较为严重，生产出来的采光板耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性都较差，并且整个生产过程自动化程度较差，生产成本较高等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，所述的方法包括:

a.将不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂按配方比例加入到搅拌机内进行搅拌，待完全均匀后备用；

b．将步骤a制得的混合物与固化剂混合均匀，连续地向涂布复合系统供料，通过刮刀或喷涂均匀涂布在不断前拉的连续PET膜上，再从涂布复合系统上将玻璃纤维均匀地加入到树脂混合物中，并通过浸润段的浸润、压实、排气泡，使玻璃纤维与树脂混合均匀，通过毛辊机构将树脂与玻璃纤维混合物控制在需要的厚度，形成玻璃纤维增强复合材料层；

c．在另一PVDF膜上均匀涂布一层胶衣层，经胶衣炉加热凝胶后，经过输送装置将其覆盖至已混合均匀的玻璃纤维增强复合材料层上；

d. 将步骤c的组合体送入到成型加温设备中，经成型加温设备的第一成型加温区、第二成型加温区以及第三成型加温区加热获得成品耐候性纤维增强复合材料改性采光板，其中：第一成型加温区的温度为50-75℃，停留时间为3-4min；第二成型加温区的温度为70-90℃，停留时间为3-4min，第三成型加温区的温度为90-120℃，停留时间为4-6min；

其中，采光板的组成及质量百分比为：不饱和聚酯树脂30%-40%，含氟聚酯树脂20%-30%，玻璃纤维25%-35%，固化剂1.0%-2.5%，促进剂0.3%-1.0%，助剂3-5%。

本发明采用了不饱和聚酯树脂与含氟聚酯树脂混合原料，使得在加工时软化点的温度降低，改善了树脂的流动性，更加有利于混合加工。并且采用这两种树脂后，在后续采用固化剂进行混合固化时，由于树脂的流动性能较好，因此固化较为容易，固化完成后即不会再有波动。不饱和聚酯树脂与含氟聚酯树脂的原料能够保证整块采光板耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性都较好。而对比文件所采用的树脂都是注重抗紫外线的能力，而忽略了树脂本身需要更好的流动性才能与其它各组成部分进行混合，因此本发明相比较现有技术克服了技术偏见。

作为优选，所述的不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸丙二醇型、邻苯二甲酸新戊二醇型、间苯二甲酸丙二醇型、间苯二甲酸乙二醇型、对苯二甲酸乙二醇型以及对苯二甲酸丙二醇型不饱和聚酯树脂中的一种或多种的组合；所述的含氟聚酯树脂为聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）一种或多种的组合；玻璃纤维为无碱无捻玻璃纤维短切纱、毡及织物中的一种或多种的混合物，该所述玻璃纤维的单丝直径为8-14μm；固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基及过苯甲酸叔丁酯中的一种或多种的组合；促进剂为环氧酸钴、辛酸钴、异辛酸钴中的一种或多种的组合；助剂为抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂中的一种或多种。

作为优选，所述的抗氧化剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以及四苯甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯中的一种或多种的组合；所述的紫外线吸收剂为选自2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑、邻羟基苯甲酸苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮及水杨酸苯酯中的一种或多种的组合；所述的光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基苯哌啶剂)癸二酸酯或三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯或二者的混合物。

作为优选，所述的PVDF膜、PET膜的厚度都为20-50μm；所述的胶衣层的厚度为100-150μm；所述的玻璃纤维增强复合材料层的厚度为0.8-6.0mm。

作为优选，所述的搅拌机包括有筒体，筒体上部设有筒盖，筒盖上固定有支架，支架上设有搅拌电机，搅拌电机的电机轴下端连接有搅拌金属笼，搅拌金属笼由若干弧形金属条组成。搅拌金属笼可以对不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂进行搅拌，能够将不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂进行打散，搅拌金属条可以切割固体，这样不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂可以充分被打散。

作为优选，所述的涂布复合系统包括有若干PET膜输送辊，PET膜输送辊的上方设有混合物料斗，混合物料斗通过管路连接有喷头，喷头的后方设有玻璃纤维料斗，玻璃纤维料斗的下方设有过筛架，过筛架通过橡胶条连接有筛框，筛框连接振动电机，PET膜输送辊的后方设有若干传送辊，其中两个传送辊之间设有浸润辊，浸润辊通过导轨活动连接在浸润机架上，浸润辊浸入到浸润池内，浸润池内设有涂布转轴，涂布转轴上连接有若干涂布刷，传送辊的后方设有成对设置的承压辊与压辊，压辊的外表面设有嵌槽，嵌槽内嵌装有橡胶压条，橡胶压条的端部为尖部并且凸出在压辊的外表面上。涂布复合系统将喷涂、洒料、浸润、压实等工艺都集成在同一个系统中，使得多道工序集成在一起，自动化程度较高，避免了现有技术多台设备分散，运输时会造成成品质量下降的缺点。利用压辊外表面的橡胶压条，可以增加对玻璃纤维增强复合材料层的压实效果，并且橡胶压条的端部为尖部并且凸出在压辊的外表面上，可以将玻璃纤维增强复合材料层上的气泡挤出。

作为优选，所述的输送装置包括有PVDF膜送料辊，PVDF膜送料辊下方设有输送支架、复合材料输送辊，输送支架上设有铰接有第一摆杆、第二摆杆，第二摆杆的高度低于第一摆杆，第一摆杆连接有第一支杆，第二摆杆连接有第二支杆，第一摆杆、第一支杆、第二摆杆、第二支杆的端部都连接有一个PVDF膜输送辊，第一摆杆连接有第一输送气缸，第二摆杆连接有第二输送气缸。利用第一输送气缸、第二输送气缸的推动，第一摆杆、第一支杆、第二摆杆、第二支杆会向下向后摆动，从而可以将上方的PVDF膜覆盖到玻璃纤维增强复合材料层上，这样覆盖较为均匀，防止PVDF膜在覆盖前受到PVDF膜输送带的过度拉伸，从而影响覆盖质量，并且具有连续性。

作为优选，所述的输送支架底部设有滑块，滑块滑动连接在滑轨上，滑轨固定在机架上。利用滑轨与滑块的配合，输送支架可以根据需要进行前后移动，从而保证能够将PVDF膜覆盖到玻璃纤维增强复合材料层上。滑轨可以开有燕尾槽，滑块的断面与燕尾槽的形状相适应。输送支架可以由现有技术的丝杆与驱动电机驱动。

作为优选，所述的成型加温设备包括有炉体，炉体的下部设有加温输送带，炉体上部设有呈S型分布的加热管，加热管的上部设有风机，炉体分为三段式，相邻炉体之间通过隔板分隔，三段炉体的温度分别为50-75℃、70-90℃、90-120℃。炉体分为三段式可以缓慢将采光板进行加热，一方面防止温度过高将采光板内端各成分过度挥发，造成复合脱离，另一方面可以防止由于温度一下子过高使采光板产生裂纹。

作为优选，所述的每一段炉体内部设有温度监测器，温度监测器通过数控机构连接风机。温度监测器可以随时监测炉体内的温度是否达到设定值，从而可以调整风机。

因此，本发明制备出来的采光板在固化过程中不会产生污染，生产出来的采光板耐腐蚀性、耐候性、耐沾污性都较好，并且整个生产过程自动化程度较高，生产成本较低。

附图说明

附图1是本发明搅拌机的一种结构示意图；

附图2是本发明涂布复合系统的一种结构示意图；

附图3是本发明压辊的一种结构示意图；

附图4是本发明输送装置的一种结构示意图；

附图5是本发明成型加温设备的一种结构示意图。

图中零部件、部位及编号：筒体1、筒盖2、支架3、搅拌电机4、搅拌金属笼5、PET膜输送辊6、混合物料斗7、喷头8、玻璃纤维料斗9、过筛架10、橡胶条11、筛框12、振动电机13、传送辊14、浸润辊15、导轨16、浸润机架17、浸润池18、涂布转轴19、涂布刷20、承压辊21、压辊22、嵌槽23、橡胶压条24、PVDF膜输送带25、输送支架26、复合材料输送带27、第一摆杆28、第二摆杆29、第一支杆30、第二支杆31、PVDF膜输送辊32、第一输送气缸33、第二输送气缸34、滑轨35、炉体36、加温数输送带37、加热管38、风机39、隔板40、温度监测器41。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本例的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其步骤为:

a.将不饱和聚酯树脂、促进剂、助剂、含氟聚酯树脂按配方比例加入到搅拌机内进行搅拌，待完全均匀后备用；如图1，搅拌机包括有筒体1，筒体上部设有筒盖2，筒盖上固定有支架3，支架上设有搅拌电机4，搅拌电机的电机轴下端连接有搅拌金属笼5，搅拌金属笼由若干弧形金属条组成；

b．将步骤a制得的混合物与固化剂混合均匀，连续地向涂布复合系统供料，通过刮刀或喷涂均匀涂布在不断前拉的连续PET膜上，再从涂布复合系统上将玻璃纤维均匀地加入到树脂混合物中，并通过浸润段的浸润、压实、排气泡，使玻璃纤维与树脂混合均匀，通过毛辊机构将树脂与玻璃纤维混合物控制在需要的厚度，形成玻璃纤维增强复合材料层；如图2，涂布复合系统包括有若干PET膜输送辊6，PET膜输送辊的上方设有混合物料斗7，混合物料斗通过管路连接有喷头8，喷头的后方设有玻璃纤维料斗9，玻璃纤维料斗的下方设有过筛架10，过筛架通过橡胶条11连接有筛框12，筛框连接振动电机13，PET膜输送辊的后方设有若干传送辊14，其中两个传送辊之间设有浸润辊15，浸润辊通过导轨16活动连接在浸润机架17上，浸润辊浸入到浸润池18内，浸润池内设有涂布转轴19，涂布转轴上连接有若干涂布刷20，传送辊的后方设有成对设置的承压辊21与压辊22，如图3，压辊的外表面设有嵌槽23，嵌槽内嵌装有橡胶压条24，橡胶压条的端部为尖部并且凸出在压辊的外表面上；

c．在另一PVDF膜上均匀涂布一层胶衣层，经胶衣炉加热凝胶后，经过输送装置将其覆盖至已混合均匀的玻璃纤维增强复合材料层上；如图,4，输送装置包括有PVDF膜送料辊25，PVDF膜送料辊下方设有输送支架26、复合材料输送辊27，输送支架上设有铰接有第一摆杆28、第二摆杆29，第二摆杆的高度低于第一摆杆，第一摆杆连接有第一支杆30，第二摆杆连接有第二支杆31，第一摆杆、第一支杆、第二摆杆、第二支杆的端部都连接有一个PVDF膜输送辊32，第一摆杆连接有第一输送气缸33，第二摆杆连接有第二输送气缸34，输送支架26底部设有滑块，滑块滑动连接在滑轨35上，滑轨固定在机架上；

d. 将步骤c的组合体送入到成型加温设备中，经成型加温设备的第一成型加温区、第二成型加温区以及第三成型加温区加热获得成品耐候性纤维增强复合材料改性采光板，其中：第一成型加温区的温度为60℃，停留时间为3min；第二成型加温区的温度为80℃，停留时间为3min，第三成型加温区的温度为110℃，停留时间为4min；如图5，成型加温设备包括有炉体36，炉体的下部设有加温输送带37，炉体上部设有呈S型分布的加热管38，加热管的上部设有风机39，炉体分为三段式，相邻炉体之间通过隔板40分隔，每一段炉体内部设有温度监测器41，温度监测器通过数控机构连接风机39；

其中，采光板的组成及质量百分比为：不饱和聚酯树脂30%，含氟聚酯树脂30%，玻璃纤维35%，固化剂1.0%，促进剂1.0%，助剂3%。不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸丙二醇型，含氟聚酯树脂为聚三氟氯乙烯(PCTFE)，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为环氧酸钴，助剂为双(2,2,6,6-四甲基苯哌啶剂)癸二酸酯。

实施例2：本例的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法：

其采光板的组成及质量百分比为：不饱和聚酯树脂35%，含氟聚酯树脂25%，玻璃纤维35%，固化剂1.0%，促进剂0.5%，助剂3.5%。不饱和聚酯树脂为对苯二甲酸乙二醇型，含氟聚酯树脂为乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)，固化剂为过氧化苯甲酰，促进剂为辛酸钴，助剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八醇酯。

其余同实施例1。

实施例3：本例的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法：

其采光板的组成及质量百分比为：不饱和聚酯树脂38%，含氟聚酯树脂30%，玻璃纤维25%，固化剂2.5%，促进剂1%，助剂3.5%。不饱和聚酯树脂为间苯二甲酸丙二醇型，含氟聚酯树脂为聚偏氟乙烯(PVDF)，固化剂为过氧化二叔丁基，促进剂为异辛酸钴，助剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑。

其余同实施例1。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims

1.一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸丙二醇型、邻苯二甲酸新戊二醇型、间苯二甲酸丙二醇型、间苯二甲酸乙二醇型、对苯二甲酸乙二醇型以及对苯二甲酸丙二醇型不饱和聚酯树脂中的一种或多种的组合；所述的含氟聚酯树脂为聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚氟乙烯（PVF）一种或多种的组合；玻璃纤维为无碱无捻玻璃纤维短切纱、毡及织物中的一种或多种的混合物，该所述玻璃纤维的单丝直径为8-14μm；固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基及过苯甲酸叔丁酯中的一种或多种的组合；促进剂为环氧酸钴、辛酸钴、异辛酸钴中的一种或多种的组合；助剂为抗氧化剂、紫外线吸收剂以及光稳定剂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的抗氧化剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸十八醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯以及四苯甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸)甲酯中的一种或多种的组合；所述的紫外线吸收剂为2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三氮唑、邻羟基苯甲酸苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮及水杨酸苯酯中的一种或多种的组合；所述的光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基苯哌啶剂)癸二酸酯或三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯或二者的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的PVDF膜、PET膜的厚度都为20-50μm；所述的胶衣层的厚度为100-150μm；所述的玻璃纤维增强复合材料层的厚度为0.8-6.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的搅拌机包括有筒体（1），筒体上部设有筒盖（2），筒盖上固定有支架（3），支架上设有搅拌电机（4），搅拌电机的电机轴下端连接有搅拌金属笼（5），搅拌金属笼由若干弧形金属条组成。

6.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的涂布复合系统包括有若干PET膜输送辊（6），PET膜输送辊的上方设有混合物料斗（7），混合物料斗通过管路连接有喷头（8），喷头的后方设有玻璃纤维料斗（9），玻璃纤维料斗的下方设有过筛架（10），过筛架通过橡胶条（11）连接有筛框（12），筛框连接振动电机（13），PET膜输送辊的后方设有若干传送辊（14），其中两个传送辊之间设有浸润辊（15），浸润辊通过导轨（16）活动连接在浸润机架（17）上，浸润辊浸入到浸润池（18）内，浸润池内设有涂布转轴（19），涂布转轴上连接有若干涂布刷（20），传送辊的后方设有成对设置的承压辊（21）与压辊（22），压辊的外表面设有嵌槽（23），嵌槽内嵌装有橡胶压条（24），橡胶压条的端部为尖部并且凸出在压辊的外表面上。

7.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的输送装置包括有PVDF膜送料辊(25)，PVDF膜送料辊下方设有输送支架（26）、复合材料输送辊(27)，输送支架上设有铰接有第一摆杆（28）、第二摆杆（29），第二摆杆的高度低于第一摆杆，第一摆杆连接有第一支杆（30），第二摆杆连接有第二支杆（31），第一摆杆、第一支杆、第二摆杆、第二支杆的端部都连接有一个PVDF膜输送辊（32），第一摆杆连接有第一输送气缸（33），第二摆杆连接有第二输送气缸（34）。

8.根据权利要求7所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的输送支架（26）底部设有滑块，滑块滑动连接在滑轨（35）上，滑轨固定在机架上。

9.根据权利要求1所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的成型加温设备包括有炉体（36），炉体的下部设有加温输送带（37），炉体上部设有呈S型分布的加热管（38），加热管的上部设有风机（39），炉体分为三段式，相邻炉体之间通过隔板（40）分隔，三段炉体的温度分别为50-75℃、70-90℃、90-120℃。

10.根据权利要求9所述的一种耐候性纤维增强复合材料改性采光板的制备方法，其特征在于所述的每一段炉体内部设有温度监测器（41），温度监测器通过数控机构连接风机（39）。