CN111560161A - 一种玻璃纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维复合材料，这种复合材料以聚碳酸亚丙酯、质量占比不低于70％的间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂组成的不饱和聚酯树脂、具有230℃的温度条件下测量的两类熔体流动速率范围值的半结晶聚丙烯制成树脂料，利用直径5～8μm，长度为3～7mm的短切玻璃纤维作为纤维增强料制备，制备时，先将除玻璃纤维之外的其他原料在混匀后熔融并进行机械共混，再将玻璃纤维加入并抽真空保存，再通过挤出机熔融挤出造粒即得成品。本发明的玻璃纤维复合材料物理强度高、稳定性好，且具有较佳的抗腐蚀性能和耐候性。

Description

一种玻璃纤维复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维增强材料的技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
纤维增强材料作为一类常用的增强材料，兼具金属材料和玻璃的优点，具有较佳的机械强度、抗温变性能以及耐磨性能、抗裂、耐腐蚀等表面性能，被广泛应用于各个行业。随着科学技术发展推进，人们意识提高，生活水平的提高，许多民用产品也大量被开发，例如城市雕塑，工艺造型，餐桌，配件，园艺，高档娱乐设施，家电外壳等。
在纤维增强材料中，机械性能通常随增强纤维含量的增加而增加，而与纤维的高装载相关的问题是平均纤维长度随着纤维含量而降低，导致表面质量降低，造成增强表面光滑性下降，产生粗糙和哑光的问题，同时，增强纤维的使用比例还会增加导致涂层成型难度增加。
另外，作为常用的增强纤维，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱等工艺制造而成，其单丝的直径为微米级别，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等优点。而很多领域都有应用，但其缺点也很明显，性脆，耐磨性较差，聚合性能不佳制约了它在很多领域内的使用，需要增加其使用范围，就需要对其进行复合改性处理。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种玻璃纤维复合材料及其制备方法，这种玻璃纤维复合材料使用便捷，附着力强，固化速度快，成型快速、成型性能稳定，能为被涂覆的材料表面提供较佳的理化特性和抗腐蚀性能，以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种玻璃纤维复合材料，各组分按照质量比配比为：
聚碳酸亚丙酯：80～120份；
不饱和聚酯树脂：250～350份；
聚丙烯组合物：120～150份
固化剂：0.1份～2份；
玻璃纤维：100份～120份；
消泡剂：0.8～1.2份。
其中，所述不饱和聚酯树脂中含有质量占比不低于70％的间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂；
所述玻璃纤维为直径5～8μm，长度为3～7mm的短切玻璃纤维；
所述聚丙烯组合物中含有质量占比为60～70％的第一类半结晶聚丙烯以及余量的第二类半结晶聚丙烯，
其中，第一类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的60～105g/10min范围内的熔体流动速率MFR；
第二类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的30～55g/10min范围内的熔体流动速率MFR。
作为进一步限定，所述固化剂为过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、叔丁脂中的一种或者任意比例组合物。
作为进一步限定，所述消泡剂为有机硅氧烷，固体含量约为22.4％。
有益效果：本发明的玻璃纤维复合材料具有良好的物理强度和稳定性，应用范围广泛，尤其适合于制备电子设备的壳体、管道结构或者管道结构内衬，具有用途广泛、力学强度出色、抗冲击性强等优点，还具有较佳的抗腐蚀性能和抗老化性能，在非极端环境条件下长期使用不会出现粉化、变色、龟裂及变形等老化现象。
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。
参见本发明所述的一种玻璃纤维复合材料及其制备方法的较佳实施例，在实施例中，玻璃纤维复合材料的组分由以下质量份的原料组成：
聚碳酸亚丙酯：80～120份；
不饱和聚酯树脂：250～350份，该不饱和聚酯树脂含有70～85％的间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂以及余量的其他双酚A型不饱和聚酯与乙烯基树脂的混合物树脂；
聚丙烯组合物：120～150份，该聚丙烯组合物中含有质量占比为60～70％的第一类半结晶聚丙烯以及余量的第二类半结晶聚丙烯，
其中，第一类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的88g/10min范围内的熔体流动速率MFR；
第二类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的50g/10min范围内的熔体流动速率MFR；
固化剂：0.1份～2份，该固化剂为过氧化二苯甲酰与过氧化甲乙酮的质量比2:1的比例混合物；
玻璃纤维：100份～120份，该玻璃纤维为直径5～8μm，长度为5～7mm的短切玻璃纤维；
消泡剂：0.8～1.2份，该消泡剂为有机硅氧烷，固体含量为22.4％。
制备时，先将除玻璃纤维之外的其他原料在混匀后熔融，并进行机械共混，先将除玻璃纤维以外的其它原料混匀，然后再加入玻璃纤维搅拌均匀后将容器抽真空，并利用真空保存对玻璃纤维表面进行均匀化处理，以靠树脂本身的流动性和浸润性，浸透玻璃纤维，使树脂料与玻璃纤维成为一体，提高其均一性，然后，可通过挤出机熔融挤出造粒即得玻璃纤维复合材料原料方便保存，并在使用时通过模内注射成型，也可以直接在熔融状态下进行模内注射成型。
实施例通过挤出机熔融挤出造粒制得的玻璃纤维复合材料原料在制备成品材料(如电器外壳、雕塑、园艺容器、户外桌椅、工艺品等)时，可添加质量比不超过5％的常用助剂，例如：抗氧化剂、着色母粒、阻燃防火剂、增韧剂等来获得相应的效果。
在实施例中，利用上述方法制得玻璃纤维复合材料制成单板来检测相应的单板性能，以上述不同的变量来获得五组实施例，其对应的实施例的组分如下表所示：
Figure BDA0002521976340000041
将上述组份条件下的五组实施例制板，按照玻璃纤维增强树脂层合板力学性能，拉伸按照国标GB/T 1447-2005，弯曲按照国标GB/T 1449-2005，纵剪按照国标GB/T 3355-2005，热变形温度按照国标GB/T1634.2-2004进行测试，测试其在施加弯曲应力为1.8MPa时所测的热变形温度值，悬臂梁缺口冲击强度按照国标GB/T 843-2008进行，性能测试结果如下表所示：
Figure BDA0002521976340000042
Figure BDA0002521976340000051
由上表可以发现，本发明的实施例中，以聚碳酸亚丙酯以及符合条件的不饱和聚酯树脂以及聚丙烯组合物组成的复配体系，对材料的冲击强度、耐热性、拉伸强度等物理强度性能和使用稳定性上都有所改善，可有效提高制品的力学强度，增加产品的适用范围。
同时，由于其作为原料的树脂原料本身具有较佳的耐候性和耐腐蚀性能，配合上述复配后表现出的物理强度增加能有利于保证产品质量，尤其适合于制备电器外壳和要求具有较佳物理性能的户外强度制品。
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 (5)

1.一种玻璃纤维复合材料，其特征在于，各组分按照质量比配比为：
聚碳酸亚丙酯：80～120份；
不饱和聚酯树脂：250～350份；
聚丙烯组合物：120～150份
固化剂：0.1份～2份；
玻璃纤维：100份～120份；
活性稀释剂：0～10份；
消泡剂：0.8～1.2份。
其中，所述不饱和聚酯树脂中含有质量占比不低于70％的间苯新戊二醇型不饱和聚酯树脂；
所述玻璃纤维为直径5～8μm，长度为3～7mm的短切玻璃纤维；
所述聚丙烯组合物中含有质量占比为60～70％的第一类半结晶聚丙烯以及余量的第二类半结晶聚丙烯，
其中，第一类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的60～105g/10min范围内的熔体流动速率MFR；
第二类半结晶聚丙烯要求符合在ISO-1133的标准下，具有230℃的温度条件下测量的30～55g/10min范围内的熔体流动速率MFR。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述固化剂为过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、叔丁脂中的一种或者任意比例组合物。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅氧烷，固体含量为22.4％。
4.一种玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，该方法以权利要求1的玻璃纤维复合材料的原料组份制备，制备时先将除玻璃纤维之外的其他原料在混匀后熔融并进行机械共混，先将除玻璃纤维以外的其它原料混匀，然后再加入玻璃纤维搅拌均匀后将容器抽真空，并利用真空保存对玻璃纤维表面进行均匀化处理，使树脂料浸透玻璃纤维，然后，可通过挤出机熔融挤出造粒，即得成品。
5.根据权利要求1所述的玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，方法制得的复合材料粒在使用时添加有质量不超过5％的助剂，且所述助剂为抗氧化剂、着色母粒、阻燃防火剂、增韧剂中的一种或者组合。
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