CN112625416A - 用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法 - Google Patents

用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及拉挤聚酯制品制备技术领域，尤其是涉及一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法；包括第一固化剂、第二固化剂、第三固化剂、极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂；第一固化剂：第二固化剂：第三固化剂的质量比为(0.1‑1)：(0.1‑1)：(0.1‑1)，极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂的质量比为(1‑5)：(1‑5)；第一固化剂的反应温度＜第二固化剂的反应温度＜第三固化剂的反应温度；通过助剂的设计以解决现有技术中存在的拉挤聚酯制品抗裂纹方法无法批量生产，生产制作成本高昂，生产过程中的各种多变因素控制性差的技术问题。

Description

用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法
技术领域
本发明涉及拉挤聚酯制品制备技术领域，尤其是涉及一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法。
背景技术
不饱和聚酯树脂由于价格低廉，成型工艺性良好，且形成的玻璃钢制品性能优异，生产效率高，目前拉挤制品80％以上的产品所采用的基本树脂都是不饱和聚酯树脂，但其在生产过程中也有一部分问题，尤其是对厚壁制品来说，不饱和聚酯树脂在固化时，固化反应活性较高，固化反应放热比较集中，放热峰温度也较高，玻璃钢拉挤成型固化工艺生产速度快，国内一般都在0.1-0.5m/min，产品脱模之后，制品表面与空气接触，能很快的冷却下来，而玻璃钢制品的导热系数比较差，产品内部热量传递比较慢，内部热量释放不出来，产品内部极易产生一个较大的热应力，在产品内外就会形成一个不均匀的温度场，及其容易使得产品开裂，对于厚壁制品而言，如果没有采取相应的应对措施，发生裂纹的几率几乎为100％。
目前，市场上解决不饱和聚酯树脂制品截面裂纹常用的方法是通过添加反应温和的固化剂和使用极其精准的加热方式，使得树脂固化时放热峰降低，或是使用大量的低收缩添加剂，对于厚壁产品可以使用，但是这种方式对于批量工程化生产显然并不实用，不仅生产制作成本高昂，生产过程中的各种多变因素也不好控制。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法，通过用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂的设计以解决现有技术中存在的拉挤聚酯制品抗裂纹方法无法批量生产，生产制作成本高昂，生产过程中的各种多变因素控制性差的技术问题。
本发明提供的一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，包括第一固化剂、第二固化剂、第三固化剂、极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂；第一固化剂：第二固化剂：第三固化剂的质量比为(0.1-1)：(0.1-1)：(0.1-1)，极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂的质量比为(1-5)：(1-5)；第一固化剂的反应温度＜第二固化剂的反应温度＜第三固化剂的反应温度。
优选地，第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂均为过氧化物，第一固化剂的活性氧含量为8％-9％；第二固化剂的活性氧含量为3％-5％；第三固化剂的活性氧含量≥8.1％。
优选地，第一固化剂为过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)；第二固化剂为过氧化二笨甲酰(Pulcat)；第三固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)。
优选地，极性低收缩添加剂23℃的粘度在300mPa.s-380mPa.s，酸值在2-7mgKOH/g，固含量在54％-58％；非极性低收缩添加剂熔点≤0.3℃，粒度≤0.3um，密度5g/cm3-7g/cm3。
优选地，极性低收缩添加剂为低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)；非极性收低缩添加剂为聚乙烯微粉(PE粉)。
本发明还提供了一种解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，包括如下步骤：
将玻璃纤维无捻纱依次穿过排沙板、浸胶装置、预成型装置、加热定型装置和牵引装置，其中，浸胶装置中装载有不饱和聚酯树脂100份、如上述中任一项所述的裂纹助剂2.3-13份、脱模剂1-3份、填料10-30份和颜料糊1-3份；
将多轴向织物依次穿过预成型装置、加热定型装置和牵引装置，多轴向织物和经浸胶装置浸胶的玻璃纤维无捻纱在加热定型装置中固化成型；固化成型后，获得拉挤聚酯制品。
优选地，脱模剂为玻璃钢内脱模剂，粘度在2300g/cps-2700g/cps。
优选地，玻璃钢内脱模剂为磷酸醇酯混合物(XY-Z001)；填料为碳酸钙，碳酸钙的目数为800目，水分≤0.25％，平均粒径4.0um-4.8um。
优选地，颜料糊为灰色，细度≤15，色差△E＜1.0。
优选地，裂纹助剂包括第一固化剂0.1-1份、第二固化剂0.1-1份、第三固化剂0.1-1份、极性收低缩添加剂1-5份和非极性低收缩添加剂1-5份。
本发明提供的一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂及抗裂纹方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明提出的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，通过添加不同反应温度的固化剂，调整具有不同反应温度的固化剂的添加量，使得不饱和聚酯树脂在固化时的放热形成一个良好的温度梯度，不会在产品堆积过多的热量，不会在产品内部形成较大的热应力，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
2、本发明提出的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，极性低收缩添加剂与非极性添加剂可以控制好产品由于收缩引起的截面裂纹，极性低收缩添加剂从化学反应上控制不饱和树脂的收缩，保证产品的精度，非极性添加剂可以利用不饱和树脂的热胀冷缩的特点，使得产品在加热定型装置中固化时膨胀，很快的填充制品内部的缝隙，在产品冷却收缩时抑制收缩，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，包括第一固化剂、第二固化剂、第三固化剂、极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂；第一固化剂：第二固化剂：第三固化剂的质量比为(0.1-1)：(0.1-1)：(0.1-1)，极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂的质量比为(1-5)：(1-5)；第一固化剂的反应温度＜第二固化剂的反应温度＜第三固化剂的反应温度。
具体地，第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂均为过氧化物，第一固化剂的活性氧含量为8％-9％；第二固化剂的活性氧含量为3％-5％；第三固化剂的活性氧含量≥8.1％。
具体地，第一固化剂为过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)；第二固化剂为过氧化二笨甲酰(Pulcat)；第三固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)。
具体地，极性低收缩添加剂23℃的粘度在300mPa.s-380mPa.s，酸值在2-7mgKOH/g，固含量在54％-58％；非极性低收缩添加剂熔点≤0.3℃，粒度≤0.3um，密度5g/cm3-7g/cm3。
具体地，极性低收缩添加剂为低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)；非极性收低缩添加剂为聚乙烯微粉(PE粉)。
本发明还提供了一种解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，包括如下步骤：
将玻璃纤维无捻纱依次穿过排沙板、浸胶装置、预成型装置、加热定型装置和牵引装置，其中，浸胶装置中装载有不饱和聚酯树脂100份、如上述中任一项所述的裂纹助剂2.3-13份、脱模剂1-3份、填料10-30份和颜料糊1-3份；
将多轴向织物依次穿过预成型装置、加热定型装置和牵引装置，多轴向织物和经浸胶装置浸胶的玻璃纤维无捻纱在加热定型装置中固化成型；固化成型后，获得拉挤聚酯制品。
具体地，脱模剂为玻璃钢内脱模剂，粘度在2300g/cps-2700g/cps。
具体地，玻璃钢内脱模剂为磷酸醇酯混合物(XY-Z001)；填料为碳酸钙，碳酸钙的目数为800目，水分≤0.25％，平均粒径4.0um-4.8um。
具体地，颜料糊为灰色，细度≤15，色差△E＜1.0。
具体地，裂纹助剂包括第一固化剂0.1-1份、第二固化剂0.1-1份、第三固化剂0.1-1份、极性收低缩添加剂1-5份和非极性低收缩添加剂1-5份。
本发明通过添加不同反应温度的固化剂，调整具有不同反应温度的固化剂的添加量，使得不饱和聚酯树脂在固化时的放热形成一个良好的温度梯度，不会在产品堆积过多的热量，不会在产品内部形成较大的热应力，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
本发明通过极性低收缩添加剂与非极性添加剂可以控制好产品由于收缩引起的截面裂纹，极性低收缩添加剂从化学反应上控制不饱和树脂的收缩，保证产品的精度，非极性添加剂可以利用不饱和树脂的热胀冷缩的特点，使得产品在加热定型装置中固化时膨胀，很快的填充制品内部的缝隙，在产品冷却收缩时抑制收缩，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
实施例一
用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂(一)的配置过程：
将100份不饱和聚酯树脂HS-1008A、0.2份的过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)、1份的过氧化二笨甲酰(Pulcat)、0.4份的过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、2份磷酸醇酯混合物、20份的碳酸钙、1份颜料糊(色度为RAL7035)、3份低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)和3份聚乙烯微粉，混合搅拌均匀后获得抗裂纹助剂(一)。
解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法：
如图1所示，加热定型装置包括模具6，安装于模具6上的加热板7，模具选取152.4×43×6.4槽钢一套；
无碱玻璃纤维无捻粗纱的密度为9600tex，选取157卷；
多轴向织物的密度为900g/㎡，选取宽度为65mm的多轴向织物2卷；宽度为230mm的多轴向织物1卷，宽度为175mm，的多轴向织物1卷；
(1)将157卷的无碱玻璃纤维无捻粗纱按相应的排布方式排布，将排布好的无碱玻璃纤维无捻粗纱依次穿过排纱板、浸胶装置、预成型装置、加热定型装置中的模具和牵引装置，将加热板的温度设置为115-135℃，浸胶装置中装入抗裂纹助剂(一)；
(2)将多个不同宽度的多轴向织物依次穿过预成型装置、加热定型装置的模具和牵引装置；
(3)启动牵引装置，牵引速度为以0.3m/min，玻璃纤维无捻粗纱依次通过排纱板、浸胶装置、预成型装置，进入热定型装置的模具中，多轴向织物经过预成型装置，进入加热定型装置的模具，带有不饱和聚酯树脂以及抗裂纹助剂(一)的无碱玻璃纤维无捻粗纱和多轴向织物在模具6中加热、固化成型后，在牵引装置的带动下，到达后续的切割阶段，获得拉挤聚酯制品(一)，性能测试参数见表1。
实施例二
用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂(二)的配置过程：
将100份不饱和聚酯树脂HS-1008A、0.2份的过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)、1份的过氧化二笨甲酰(Pulcat)、0.4份的过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、2份磷酸醇酯混合物、20份的碳酸钙、1份颜料糊(色度为RAL7035)、4份低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)和2份聚乙烯微粉，混合搅拌均匀后获得抗裂纹助剂(二)。
解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法：
加热定型装置包括模具6，安装于模具6上的加热板7，模具选取152.4×43×6.4槽钢一套；
无碱玻璃纤维无捻粗纱的密度为9600tex，选取157卷；
多轴向织物的密度为900g/㎡，选取宽度为65mm的多轴向织物2卷；宽度为230mm的多轴向织物1卷，宽度为175mm，的多轴向织物1卷；
(1)将157卷的无碱玻璃纤维无捻粗纱按相应的排布方式排布，将排布好的无碱玻璃纤维无捻粗纱依次穿过排纱板、浸胶装置、预成型装置、加热定型装置中的模具和牵引装置，将加热板的温度设置为115-135℃，浸胶装置中装入用于拉挤聚酯制品的抗裂纹助剂(二)；
(2)将多个不同宽度的多轴向织物依次穿过预成型装置、加热定型装置的模具和牵引装置；
(3)启动牵引装置，牵引速度为以0.3m/min，玻璃纤维无捻粗纱依次通过排纱板、浸胶装置、预成型装置，进入热定型装置的模具中，多轴向织物经过预成型装置，进入加热定型装置的模具，带有不饱和聚酯树脂以及抗裂纹助剂(二)的无碱玻璃纤维无捻粗纱和多轴向织物在模具中被加热、固化成型后，在牵引装置的带动下，到达后续的切割阶段，获得拉挤聚酯制品(二)，性能测试参数见表2。
实施例三
用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂(三)的配置过程：
将100份不饱和聚酯树脂HS-1008A、0.3份的过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)、1份的过氧化二笨甲酰(Pulcat)、0.3份的过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、2份磷酸醇酯混合物、20份的碳酸钙、1份颜料糊(色度为RAL7035)、4份低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)和2份聚乙烯微粉，混合搅拌均匀后获得抗裂纹助剂(三)。
解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法：
加热定型装置包括模具6，安装于模具6上的加热板7，模具选取152.4×43×6.4槽钢一套；
无碱玻璃纤维无捻粗纱的密度为9600tex，选取157卷；
多轴向织物的密度为900g/㎡，选取宽度为65mm的多轴向织物2卷；宽度为230mm的多轴向织物1卷，宽度为175mm，的多轴向织物1卷；
(1)将157卷的无碱玻璃纤维无捻粗纱按相应的排布方式排布，将排布好的无碱玻璃纤维无捻粗纱依次穿过排纱板、浸胶装置、预成型装置、加热定型装置中的模具和牵引装置，将加热板的温度设置为115-135℃，浸胶装置中装入用于拉挤聚酯制品的抗裂纹浸胶剂(三)；
(2)将多个不同宽度的多轴向织物依次穿过预成型装置、加热定型装置的模具和牵引装置；
(3)启动牵引装置，牵引速度为以0.3m/min，玻璃纤维无捻粗纱依次通过排纱板、浸胶装置、预成型装置，进入热定型装置的模具中，多轴向织物经过预成型装置，进入加热定型装置的模具，带有不饱和聚酯树脂以及抗裂纹助剂(三)的无碱玻璃纤维无捻粗纱和多轴向织物在模具中被加热、固化成型后，在牵引装置的带动下，到达后续的切割阶段，获得拉挤聚酯制品(三)，性能测试参数见表3。
在实施例一的基础上，实施例二调整了抗裂纹助剂中的极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂添加量，相比实施例一获得的拉挤聚酯制品，横纵向的拉伸强度、横纵向的拉伸模量、横纵向的压缩强度、横纵向的压缩模量、横向的弯曲强度、横向的短梁剪切强度和吸水率有所改变，单均满足要求值，由此，极性低收缩添加剂与非极性添加剂可以控制好产品由于收缩引起的截面裂纹，极性低收缩添加剂从化学反应上控制不饱和树脂的收缩，保证产品的精度，非极性添加剂可以利用不饱和树脂的热胀冷缩的特点，使得产品在加热定型装置6中固化时膨胀，很快的填充制品内部的缝隙，在产品冷却收缩时抑制收缩，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
在实施例一的基础上，实施例三调整了第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂的添加量，合理分配第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂的添加比例，使得不饱和聚酯树脂在固化时的放热形成一个良好的温度梯度，不会在产品堆积过多的热量，不会在产品内部形成较大的热应力，从而使得制备的产品截面不会产生裂纹。
表1实施例一拉挤聚酯制品(一)的物理测试性能
Figure BDA0002838729070000091
Figure BDA0002838729070000101
备注：LW表示纵向，CW表示横向
表2实施例二拉挤聚酯制品(二)的物理测试性能
Figure BDA0002838729070000102
Figure BDA0002838729070000111
Figure BDA0002838729070000121
备注：LW表示纵向，CW表示横向
表3实施例二拉挤聚酯制品(三)的物理测试性能
Figure BDA0002838729070000122
Figure BDA0002838729070000131
备注：LW表示纵向，CW表示横向
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，其特征在于：包括第一固化剂、第二固化剂、第三固化剂、极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂；第一固化剂：第二固化剂：第三固化剂的质量比为(0.1-1)：(0.1-1)：(0.1-1)，极性低收缩添加剂和非极性低收缩添加剂的质量比为(1-5)：(1-5)；第一固化剂的反应温度＜第二固化剂的反应温度＜第三固化剂的反应温度。
2.根据权利要求1所述的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，其特征在于：第一固化剂、第二固化剂和第三固化剂均为过氧化物，第一固化剂的活性氧含量为8％-9％；第二固化剂的活性氧含量为3％-5％；第三固化剂的活性氧含量≥8.1％。
3.根据权利要求2所述的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，其特征在于：第一固化剂为过氧化甲基异丁基甲酮(XY-KG876)；第二固化剂为过氧化二笨甲酰(Pulcat)；第三固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)。
4.根据权利要求3所述的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，其特征在于：极性低收缩添加剂23℃的粘度在300mPa.s-380mPa.s，酸值在2-7mgKOH/g，固含量在54％-58％；非极性低收缩添加剂熔点≤0.3℃，粒度≤0.3um，密度5g/cm3-7g/cm3。
5.根据权利要求4所述的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂，其特征在于：极性低收缩添加剂为低收缩型不饱和聚酯树脂(H2073-901)；非极性收低缩添加剂为聚乙烯微粉(PE粉)。
6.一种解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，其特征在于：包括如下步骤：
将玻璃纤维无捻纱(1)依次穿过排沙板(2)、浸胶装置(3)、预成型装置(5)、加热定型装置和牵引装置(8)，其中，浸胶装置(3)中装载有不饱和聚酯树脂100份、如权利要求1-5中任一项所述的用于解决拉挤聚酯制品裂纹的抗裂纹助剂2.3-13份、脱模剂1-3份、填料10-30份和颜料糊1-3份；
将多轴向织物(4)依次穿过预成型装置(5)、加热定型装置和牵引装置(8)，多轴向织物(4)和经浸胶装置(3)浸胶的玻璃纤维无捻纱(1)在加热定型装置中固化成型；固化成型后，获得拉挤聚酯制品。
7.根据权利要求6所述的解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，其特征在于：脱模剂为玻璃钢内脱模剂，粘度在2300g/cps-2700g/cps。
8.根据权利要求7所述的解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，其特征在于：玻璃钢内脱模剂为磷酸醇酯混合物(XY-Z001)；填料为碳酸钙，碳酸钙的目数为800目，水分≤0.25％，平均粒径4.0um-4.8um。
9.根据权利要求8所述的解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，其特征在于：颜料糊为灰色，细度≤15，色差△E＜1.0。
10.根据权利要求9所述的解决拉挤聚酯制品截面裂纹的抗裂纹方法，其特征在于：裂纹助剂包括第一固化剂0.1-1份、第二固化剂0.1-1份、第三固化剂0.1-1份、极性收低缩添加剂1-5份和非极性低收缩添加剂1-5份。
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CN110628194A (zh) * 2019-09-17 2019-12-31 北玻院(滕州)复合材料有限公司 一种用于冷却塔的玻璃钢拉挤型材及其制备方法

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