CN111086309B - 一种镜面玻璃钢板材、其制备装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镜面玻璃钢板材、其制备装置及其制备方法，玻璃钢板材包括从上到下依次相接的PET薄膜层、零收缩胶衣层、第一不饱和树脂层、玻纤表面毡层、第二不饱和树脂层、玻纤短切毡层和第三不饱和树脂层。制备装置包括依次相接的第一输送带、第一固化室、第二输送带、第二固化室、第三输送带、第三固化室、第四输送带和切割装置；第一输送带上方从上游到下游的方向依次设有PET薄膜放卷装置、胶衣施加装置和刮刀；第二输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤表面毡放卷装置和第一施胶辊；第三输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤短切毡放卷装置和第二施胶辊。上述玻璃钢板材的表面平整性、表面光泽度及力学性能均提升显著；胶衣收缩率为零。

Description

一种镜面玻璃钢板材、其制备装置及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种镜面玻璃钢板材、其制备装置及其制备方法，属于玻璃钢板材领域。
背景技术
玻璃钢即纤维强化塑料，具有耐腐蚀性强、可设计性好等优点，广泛应用于建筑行业、化学化工行业、汽车及铁路交通运输行业、公路建设方面、水运工具、电气工业级通讯工程等领域。
胶衣树脂是一种特殊的树脂，是制作玻璃钢制品胶衣层的专用树酯，主要起到保护玻璃钢制品、延长其使用寿命及装饰其表面的作用，对玻璃钢制品的质量有着至关重要的影响。
随着玻璃钢工业的迅速发展，对玻璃钢制品的质量、外观和表面胶衣层提出的要求的不断提高。现有的胶衣虽然在力学性能和耐腐蚀性上有一定的提升，但固化前后的体积收缩率较大，在8％左右，导致玻璃钢表面质量较差，且仅靠增加胶衣层厚度，并不能从根本上解决胶衣的体积收缩问题和玻璃钢表面其他质量问题。同时，现有的玻璃钢还存在表面凹凸不平，不光洁，容易灰尘，不美观，有玻璃纤维的纹路等问题。
发明内容
本发明提供一种镜面玻璃钢板材、其制备装置及其制备方法，本申请通过对玻璃钢制备工艺的改进，使得玻璃钢板材的表面平整性、表面光泽度及力学性能均提升显著，表面均匀细腻，无纹路；胶衣固化前后体积无任何变化，收缩率为零，从根本上解决了因收缩而导致的质量问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种镜面玻璃钢板材，包括从上到下依次相接的PET薄膜层、零收缩胶衣层、第一不饱和树脂层、玻纤表面毡层、第二不饱和树脂层、玻纤短切毡层和第三不饱和树脂层。
上述玻璃钢板材，胶衣层零收缩，表面光亮平整，力学性能优异。
为了兼顾成本和质量，PET薄膜(杜邦)层的厚度为12～36μm，零收缩胶衣层的厚度为0.15-0.2mm。
为了确保玻璃钢的力学性能，玻纤表面毡层的克重为60±5g/m2；玻纤短切毡层的克重为100～600g/m2。玻纤短切毡层的克重有100、120、150、200、225、250、300、380、450、550或600g/m2可根据需要选择合适的克重。
一种镜面玻璃钢板材的制备装置，包括依次相接的第一输送带、第一固化室、第二输送带、第二固化室、第三输送带、第三固化室、第四输送带和切割装置；第一输送带上方从上游到下游的方向依次设有PET薄膜放卷装置、胶衣施加装置和刮刀；第二输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤表面毡放卷装置和第一施胶辊；第三输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤短切毡放卷装置和第二施胶辊。
上述第一固化室内设有第一固化输送带，第二固化室内设有第二固化输送带，第三固化室内设有第三固化输送带，第一输送带、第一固化输送带、第二输送带、第二固化输送带、第三输送带、第三固化输送带和第四输送带依次相接，实现物料的连续输送。
参照现有技术，固化室内装有发热、温控等装置。当然也可根据不同的应用场合，在上述装置上加设其他常用装置或增设支架。
一种镜面玻璃钢板材的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
1)将PET薄膜放卷在第一输送带上，利用胶衣施加装置在PET薄膜上施加零收缩胶衣，并利用刮刀控制胶衣厚度；
2)步骤1)所得物料进入第一固化室进行固化；
3)步骤2)所得物料流出到第二输送带上、并与玻纤表面毡放卷装置放卷的玻纤表面毡合并，然后通过第一施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤表面毡底部的胶衣层上；
4)步骤3)所得物料进入第二固化室进行固化；
5)步骤4)所得物料流出到第三输送带上、并与玻纤短切毡放卷装置放卷的玻纤短切毡合并，然后通过第二施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤短切毡底部的不饱和树脂层上；
6)步骤5)所得物料进入第三固化室进行固化；
7)步骤6)所得物料流出到第四输送带上、冷却，并利用切割装置切割。
上述步骤1)中胶衣的厚度为0.15-0.2mm；PET薄膜的厚度为12～36μm；步骤3)中玻纤表面毡的克重为60±5g/m2，步骤5)玻纤短切毡的克重为100～600g/m2。本申请玻纤短切毡选用申请号为201911106910.7中的废玻璃纤维制作的短切毡即可到高平整的产品。
为了提升玻璃钢的力学性能，步骤2)中，固化温度为20～25℃，固化时间为15～20min；步骤4)中，固化温度为75～80℃，固化时间为2～3min；步骤6)中，固化温度为75～80℃，固化时间为2～3min。申请人经研究发现，前述固化温度和固化时间是影响产品力学性能的关键因素，即便相同的树脂，不同的固化温度会导致不同的交联结构，进而造成不同的力学性能。
为了提高玻璃钢的表面性能，步骤1)所用的零收缩胶衣的原料组分包括：不饱和聚酯树脂75～77％，二氧化硅1～3％，钛白粉14～17％，消泡剂0.3～0.7％，流平剂0.3～0.7％和膨胀树脂PE 5～7％，所述百分比为质量百分比；膨胀树脂PE的原料组分包括：聚醋酸乙烯酯25％、聚苯乙烯15％和苯乙烯60％，所述百分比为质量百分比；不饱和聚酯树脂为不饱和聚酯树脂191、不饱和聚酯树脂192和不饱和聚酯树脂196质量比为1：(0.2～0.3)：(0.4～0.5)的混合物。前述胶衣通过特定组分的不饱和聚酯树脂和膨胀树脂PE的结合，实现了胶衣的零收缩。
优选，二氧化硅为气相二氧化硅M5；钛白粉为钛白粉895；消泡剂BYK-555消泡剂；流平剂为流平剂110。
为了提高玻璃钢的力学性能，步骤3)和步骤5)所用施加不饱和树脂为不饱和树脂196、不饱和树脂306和氧化甲乙酮质量比1：(0.3～0.5)：(0.035～0.030)的混合物，不饱和树脂中添加有质量含量为1.8～2.2％的氧化甲乙酮。前述不饱和树脂可使得各层之间通过固化融合为难以分割的整体，提高了各层之间的粘合力，提升了玻璃钢的拉伸力。
为了进一步提高玻璃钢的力学性能，步骤3)中，玻纤表面毡与不饱和树脂的质量比为10：(85～95)；步骤5)中，玻纤短切毡与不饱和树脂的质量比为45：(50～60)；这样能更好地确保玻璃钢的结构强度。
本发明未提及的技术均参照现有技术。
本发明镜面玻璃钢板材，通过对玻璃钢制备工艺的改进，使得玻璃钢板材的表面平整性、表面光泽度及力学性能均提升显著，表面均匀细腻，光亮，无纹路；胶衣固化前后体积无任何变化，收缩率为零，从根本上解决了因收缩而导致的质量问题，可用于冷藏车等的制备。
附图说明
图1为本发明镜面玻璃钢板材结构示意图；
图2为本发明镜面玻璃钢板材的制备装置结构示意图；
图中，1为PET薄膜层，2为零收缩胶衣层，3为第一不饱和树脂层，4为玻纤表面毡层，5为第二不饱和树脂层，6为玻纤短切毡层，7为第三不饱和树脂层，8为第一输送带，9为第一固化室，10为第二输送带，11为第二固化室，12为第三输送带，13为第三固化室，14为第四输送带，15为切割装置，16为PET薄膜放卷装置，17为胶衣施加装置，18为刮刀，19为玻纤表面毡放卷装置，20为第一施胶辊，21为玻纤短切毡放卷装置，22为第二施胶辊，23为第一固化输送带，24为第二固化输送带，25为第三固化输送带。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1所示，一种镜面玻璃钢板材，包括从上到下依次相接的PET薄膜层、零收缩胶衣层、第一不饱和树脂层、玻纤表面毡层、第二不饱和树脂层、玻纤短切毡层和第三不饱和树脂层；PET薄膜(杜邦)层的厚度为25μm，零收缩胶衣层的厚度为0.15mm；玻纤表面毡层的克重为60g/m2；玻纤短切毡层的克重为100g/m2。
如图2所示，一种镜面玻璃钢板材的制备装置，包括依次相接的第一输送带、第一固化室、第二输送带、第二固化室、第三输送带、第三固化室、第四输送带和切割装置；第一输送带上方从上游到下游的方向依次设有PET薄膜放卷装置、胶衣施加装置和刮刀；第二输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤表面毡放卷装置和第一施胶辊；第三输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤短切毡放卷装置和第二施胶辊；
第一固化室内设有第一固化输送带，第二固化室内设有第二固化输送带，第三固化室内设有第三固化输送带，第一输送带、第一固化输送带、第二输送带、第二固化输送带、第三输送带、第三固化输送带和第四输送带依次相接，实现物料的连续输送。
一种镜面玻璃钢板材的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：
1)将厚度为25μm的PET薄膜放卷在第一输送带上，利用胶衣施加装置在PET薄膜上施加零收缩胶衣，并利用刮刀控制零收缩胶衣厚度为0.15mm；
2)步骤1)所得物料进入第一固化室进行固化，固化温度为25℃，固化时间为18min；
3)步骤2)所得物料流出到第二输送带上、并与玻纤表面毡放卷装置放卷的玻纤表面毡合并，然后通过第一施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤表面毡底部的胶衣层上，玻纤表面毡的克重为60g/m2，不饱和树脂为不饱和树脂196(武汉卡诺斯生物科技有限公司)、不饱和树脂306(浙江龙鑫)和氧化甲乙酮质量比1：0.4：0.028的混合物，玻纤表面毡与不饱和树脂的质量比为10：90；
4)步骤3)所得物料进入第二固化室进行固化，固化温度为80℃，固化时间为2min；
5)步骤4)所得物料流出到第三输送带上、并与玻纤短切毡放卷装置放卷的玻纤短切毡合并，然后通过第二施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤短切毡底部的不饱和树脂层上，玻纤短切毡的克重为100g/m2，不饱和树脂为不饱和树脂196(武汉卡诺斯生物科技有限公司)、不饱和树脂306(浙江龙鑫)和氧化甲乙酮质量比1：0.4：0.028的混合物，玻纤短切毡与不饱和树脂的质量比为45：55；
6)步骤5)所得物料进入第三固化室进行固化，固化温度为80℃，固化时间为2min；
7)步骤6)所得物料流出到第四输送带上、冷却，并利用切割装置切割，即得镜面玻璃钢板材。
步骤1)所用的零收缩胶衣的原料组分包括：不饱和聚酯树脂76％，二氧化硅2％，钛白粉15％，消泡剂0.5％，流平剂0.5％和膨胀树脂PE 6％，所述百分比为质量百分比；膨胀树脂PE的原料组分包括：聚醋酸乙烯酯25％、聚苯乙烯15％和苯乙烯60％，所述百分比为质量百分比，聚醋酸乙烯酯购自山东开普勒生物科技有限，聚苯乙烯购自福州腾远生物科技有限公司；不饱和聚酯树脂为不饱和聚酯树脂191、不饱和聚酯树脂192和不饱和聚酯树脂196质量比为1：0.2：0.5的混合物，不饱和树脂192、不饱和树脂191、不饱和聚酯树脂196购自常州市华隆不饱和聚酯树脂；二氧化硅为气相二氧化硅M5，品牌：卡博特，目数，纳米目，型号M-5；钛白粉为钛白粉895，购自济南宝利化工有限公司；消泡剂BYK-555消泡剂，品牌，德国比克；流平剂为流平剂110，品牌为赢创迪高，购自广州市斯涂源化工有限公司。
上述各例零收缩胶衣的制备方法，包括如下步骤：
1)聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯和苯乙烯在950r/min下搅拌15min，即得膨胀树脂PE；
2)温下，将不饱和聚酯树脂、流平剂和消泡剂在转速为1600r/min下搅拌15min；
3)将二氧化硅、钛白粉和膨胀树脂PE加入步骤2)所得的物料中，在2000r/min下搅拌30min，即得零收缩胶衣，胶衣的制备在室温下进行即可，实验室温度23+/-2℃，相对湿度50+/-6％。零收缩胶衣的收缩率为0，贮存期大于24，热变形温度(ISO 75A)达到160℃；收缩率的测定：在10cm的玻璃器皿里浇筑1cm的厚度，25℃下固化15min，收缩率等于固化前后的体积差与固化前的体积比；贮存期的测定：常温静置，观察是否有分层现象，大于24指静置24个月仍无分层。
镜面玻璃钢板材表面粗糙度小于1nm，表面为光亮平整的镜面，光泽度大于100，表面均匀细腻，光亮，无纹路，拉伸强度大于300MPa。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是：步骤3)和步骤5)所用施加不饱和树脂为不饱和树脂196，镜面玻璃钢板材的拉伸强度为252MPa。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的是：步骤2)中，固化温度为35℃，固化时间为18min；步骤4)中，固化温度为60℃，固化时间为3min；步骤6)中，固化温度为60℃，固化时间为3min，镜面玻璃钢板材的拉伸强度为190MPa。

Claims (6)

1.一种镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：镜面玻璃钢板材，包括从上到下依次相接的PET薄膜层、零收缩胶衣层、第一不饱和树脂层、玻纤表面毡层、第二不饱和树脂层、玻纤短切毡层和第三不饱和树脂层；
镜面玻璃钢板材的制备装置，包括依次相接的第一输送带、第一固化室、第二输送带、第二固化室、第三输送带、第三固化室、第四输送带和切割装置；第一输送带上方从上游到下游的方向依次设有PET薄膜放卷装置、胶衣施加装置和刮刀；第二输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤表面毡放卷装置和第一施胶辊；第三输送带的上方从上游到下游的方向依次设有玻纤短切毡放卷装置和第二施胶辊；
利用上述镜面玻璃钢板材的制备装置制备镜面玻璃钢板材的方法，包括顺序相接的如下步骤：
1)将PET薄膜放卷在第一输送带上，利用胶衣施加装置在PET薄膜上施加零收缩胶衣，并利用刮刀控制胶衣厚度；
2)步骤1)所得物料进入第一固化室进行固化；
3)步骤2)所得物料流出到第二输送带上、并与玻纤表面毡放卷装置放卷的玻纤表面毡合并，然后通过第一施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤表面毡底部的胶衣层上；
4)步骤3)所得物料进入第二固化室进行固化；
5)步骤4)所得物料流出到第三输送带上、并与玻纤短切毡放卷装置放卷的玻纤短切毡合并，然后通过第二施胶辊在玻纤表面毡表面施加不饱和树脂，部分不饱和树脂会渗透在玻纤短切毡底部的不饱和树脂层上；
6)步骤5)所得物料进入第三固化室进行固化；
7)步骤6)所得物料流出到第四输送带上、冷却，并利用切割装置切割；
步骤3)和步骤5)所用施加不饱和树脂为不饱和树脂196、不饱和树脂306和氧化甲乙酮质量比1：(0.3～0.5)：(0.035～0.030)的混合物，不饱和树脂中添加有质量含量为1.8～2.2％的氧化甲乙酮；步骤3)中，玻纤表面毡与不饱和树脂的质量比为10：(85～95)；步骤5)中，玻纤短切毡与不饱和树脂的质量比为45：(50～60)；
步骤1)所用的零收缩胶衣的原料组分包括：不饱和聚酯树脂75～77％，二氧化硅1～3％，钛白粉14～17％，消泡剂0.3～0.7％，流平剂0.3～0.7％和膨胀树脂PE 5～7％，所述百分比为质量百分比；膨胀树脂PE的原料组分包括：聚醋酸乙烯酯25％、聚苯乙烯15％和苯乙烯60％，所述百分比为质量百分比；不饱和聚酯树脂为不饱和聚酯树脂191、不饱和聚酯树脂192和不饱和聚酯树脂196质量比为1：(0.2～0.3)：(0.4～0.5)的混合物；二氧化硅为气相二氧化硅M5；钛白粉为钛白粉895；消泡剂BYK-555消泡剂；流平剂为流平剂110。
2.如权利要求1所述的镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：PET薄膜层的厚度为12～36μm，零收缩胶衣层的厚度为0.15-0.2mm。
3.如权利要求1或2所述的镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：玻纤表面毡层的克重为60±5g/m2；玻纤短切毡层的克重为100～600g/m2。
4.如权利要求1或2所述的镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：第一固化室内设有第一固化输送带，第二固化室内设有第二固化输送带，第三固化室内设有第三固化输送带，第一输送带、第一固化输送带、第二输送带、第二固化输送带、第三输送带、第三固化输送带和第四输送带依次相接，实现物料的连续输送。
5.如权利要求1或2所述的镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：步骤1)中胶衣的厚度为0.15-0.2mm；PET薄膜的厚度为12～36μm；步骤3)中玻纤表面毡的克重为60±5g/m2，步骤5)玻纤短切毡的克重为100～600g/m2。
6.如权利要求1或2所述的镜面玻璃钢板材的制备方法，其特征在于：步骤2)中，固化温度为20～25℃，固化时间为15～20min；步骤4)中，固化温度为75～80℃，固化时间为2～3min；步骤6)中，固化温度为75～80℃，固化时间为2～3min。
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