CN1141484C

CN1141484C - 一种玻璃纤维增强塑料门、窗型材及其制备

Info

Publication number: CN1141484C
Application number: CNB981019730A
Authority: CN
Inventors: 周明江; 张长发; 徐宝忠
Original assignee: Beijing Jianxie Glass Fiber Reinforced Plastic Door And Window Institute
Current assignee: Beijing Jianxie Glass Fiber Reinforced Plastic Door And Window Institute
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2004-03-10
Anticipated expiration: 2018-05-25
Also published as: CN1227304A

Abstract

本发明是一种玻璃纤维增强塑料门、窗型材及其制备方法，其型材是由均浸渍有不饱和聚酯树脂粘结剂的聚酯无纺布为表层、中碱或无碱玻璃纤维无捻粗纱为中间层、玻璃纤维方格布为内层所构成的层状结构的增强型材，该型材采用热固成型、牵引、切割等步骤制得。本发明的型材机械强度高，抗老化性能好，而且成本比较低，本发明还可以制得各种口型的型材。

Description

一种玻璃纤维增强塑料门、窗型材及其制备

技术领域

本发明属于用塑料物质生产层状产品的技术领域，更具体地说，是一种以不饱和聚酯树脂为粘结剂、玻璃纤维无捻粗纱为增强材料制得的门、窗用的型材。

背景技术

玻璃纤维增强塑料(又称玻璃钢)，是用合成树脂为粘结剂，以玻璃纤维及其制品作为增强材料制成的，它的比重轻，强度高，质量坚硬，可以和钢铁相比，已广泛地应用于各个领域。1984年加拿大Fntur Glass公司研制成功的纤维增强门窗型材，是用无碱玻璃纤维无捻粗纱和连续玻璃纤维毡为增强材料、不饱和聚酯为粘合剂，采用拉挤工艺制得的型材。该型材强度和抗弯曲弹性模量比较高，但是成本也高，而且连续毡在我国还不能生产；1993年公布的CN1075117A专利申请，题目为“玻璃钢复合材料中空腹异型材及其工艺”。它是用土锅玻璃纤维为增强材料，无续毡为内外表面层，不饱和聚酯为粘结剂，采用拉挤工艺生产的型材，该型材强度低，弯曲弹性模量只有6600Mpa，主要是因为土锅纤维含碱量高，表面易产生裂纹，易分解，长期性能降低快，1995国家建材局发文(“建材生产发[1995]354号文”——“关于严禁陶土坩埚生产的高碱玻璃纤维用于玻璃钢和其它玻纤增强建材制品的通知”)指出：“为保证我国玻璃纤维和玻璃钢工业及其它玻纤增强建材制品工业的健康发展，1984年以来，我局先后两次发文，明确指出用陶土坩埚生产的高碱玻璃纤维当做无碱或中碱玻璃纤维使用危害极大，并提出严禁用陶土坩埚生产的玻璃纤维制作玻纤制品。”而且文进一步指出：“陶土坩埚生产玻璃纤维，拉丝作业极不稳定，断头飞丝很多，拉制的玻璃纤维直径偏粗且不均匀，产品质量无法控制。并且高碱玻璃纤维的力学性能和化学稳定性都明显地比中碱、无碱纤维差，必将影响其后续产品的质量和长期性能。因此，不能用作玻璃钢和其它玻纤增强建材制品的增强材料”。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足，提供一种增强材料来源广且价格低廉、强度较高的纤维增强塑料门、窗型材及其制备方法。

实现本发明的主要技术方案：选用中碱或无碱玻璃纤维无捻粗纱为增强材料，不饱和聚酯树脂为粘合剂，采用拉挤工艺制得的层状结构的型材产品。

本发明的产品由聚酯无纺布为表层、中碱或无碱玻璃纤维无捻粗纱为中间层、玻璃纤维方格布为内层所构成的层状产品，所述的无纺布、无捻粗纱、方格布均浸渍含不饱和聚酯树脂粘结剂，其含量(以产品重量为100计)；无纺布4-6％、无捻粗纱35-45％、方格布4-6％，其余为粘结剂。

所述的中间层玻璃纤维无捻粗纱选用铂金坩埚或池窑拉丝出的纤维，单丝直径13-24μm，号数为1200-4800tex，最好选用增强型无捻粗纱。无捻粗纱承受型材抗拉伸和抗弯曲力。

所述的表面层材料还可以使用玻璃纤维连续毡、玻璃纤维表面毡，最好是丙烯酸粘结剂型的聚酯无纺布，它耐老化性能最佳，其规格为60-250g/m²。

所述的内层增强材料还可以使用玻璃纤维布带、玻璃连续毡、聚酯无纺布，最好是玻璃纤维方格布，该布强度最高，其规格为200-400g/m²。

所述的粘结剂还可以使用环氧树脂，最好采用不饱和聚酯树脂，其价格较低，主要技术指标：酸值10-30mgKOH/g、粘度0.2-0.4pa.s/25℃、胶凝时间4-12min/82℃、固含量59-65％。

本发明产品的制备方法，其步骤包括：

1.先将无捻粗纱送入烘箱，在80-150℃下烘干，使粗纱含水率小于0.5％，含水量低者也可不烘干；

2.将(1)步烘干的粗纱引入含有树脂糊(即粘结剂)的浸渍槽，将粗纱浸透，再通过分纱板和导丝器分纱；

3.聚酯无纺布和玻璃纤维方格布进入各自含树脂糊的浸渍槽，将其浸透树脂；

4.由(2)和(3)步浸过树脂的无捻粗纱、聚酯无纺布和玻璃纤维方格布按型材要求的层状分布同时先进入预成型冷模，再进入热模，所述的热模采取分段加热：第一段70-80℃、第二段150-180℃、第三段150-160℃；

5.浸过树脂的粗纱、无纺布、方格布在热模中固化定型；

6.将(5)步固化定型的型材由牵引机连续牵引出模具，牵引速度为0.4-0.8m/min；

7.用切割机将型材切割成所需的长度。

8.对(7)步切割后的型材进行包括打磨、喷涂或低温烤漆、覆膜在内的表面处理。

所述浸渍槽中的树脂糊的配方及其含量(以不饱和聚酯树脂为基准)：

不饱和聚酯树脂重量为100、过氧化苯甲酰2-3％、过氧化苯甲酰叔丁酯1-2％、氢氧化铝50-100％、液体脱膜剂(最好是T01)1-2％、硬酯酸铅或硬酯酸锌2-3％、紫外吸收剂(最好是UV-9)0.5-1％、防缩剂(最好是EM116)10-15％、着色剂(包括钛白粉、氧化铁红、铁黑、铁黄及相应的色浆)2-5％、阻燃剂(最好是FR-4)4-10％。

上述配料经过机械混合即得到所需的树脂糊。

本发明所用的设备都是选用已知的常用设备。

本发明的优点和效果：

本发明由于采用中碱或无碱无捻粗纱，其拉伸强度可达300Mpa，弯曲模量达16000Mpa，而CN1075117A的型材拉伸强度只有160Mpa、弯曲模量只有6600Mpa；本发明的方法制得的口型的型材符合国家标准，可满足推拉窗、平开门、窗等的使用要求，而且还可以拉制成其它口型的型材；本发明由于采用聚酯无纺布，因此提高型材的抗老化性能；本发明的型材与CN1075117A的型材成本相近，而强度提高一倍，比PVC等塑料型材、铝型材成本低，是一种具有市场竞争能力的产品。

具体实施方式

下面用实例进一步说明本发明的特点。

实施例1

本实例是制备用于窗框的型材。

先将单丝直径13μm的中碱无捻粗纱丝由纱架引入卧式烘箱，控制烘箱温度为120℃，烘至粗纱含水率小于0.5％，然后将干粗纱引入盛有牌号为Lj-01的不饱和聚酯树脂糊的浸渍槽，浸透后通过分纱板，导丝器分纱；与此同时将规格为150g/m²的聚酯无纺布和180g/m²的中碱方格布由布盘引出进入各自浸渍槽，使其浸透不饱和聚酯树脂；将浸过树脂的无捻粗纱、无纺布和方格布按照要求的层次分布同时进入冷模预定型，再进入热模固化定型，热模温度控制第一段70℃、中段150℃、后段150℃；固化定型后的型材由牵引机以0.4m/min的速度连续不断地从热模出拉出，切割成6mm长度，最后经打磨、喷丙烯酸漆即为所需的用于窗框的产品。本实例所用的树脂糊的配比为以Lj-01不饱和聚酯树脂为100计，其它组分：过氧化苯甲酰(糊)2％，过氧化苯甲酰叔丁酯2％，氢氧化铝80％，液体脱模剂(T01)1％，硬酯酸铅3％，紫外线吸收剂UV-91％，防缩剂EN116 10％，钛白粉5％，阻燃剂FR-44％。该产品拉伸强度270Mpa、弯曲弹性模量14500Mpa。

实施例2

本实例是制备用于门窗的型材，该实例除了热模温度调整至第一段70℃、中段180℃、后段160℃，牵引速度为0.6mm/min，树脂糊中过氧化苯甲酰的用量为3％，氢氧化铝用量为40％，中碱无捻粗纱的含量为45％外，其它操作条件和原料量均同实例1，制得的型材拉伸强度达300Mpa，弯曲弹性模量为16000Mpa，使用该材料可减薄型材壁厚。

Claims

1.一种玻璃纤维增强塑料门、窗型材，其特征在于是由聚酯无纺布为表层、中碱或无碱玻璃纤维无捻粗纱为中间层、玻璃纤维方格布为内层所构成的层状结构的增强型材，所述的各层用的材料均浸渍含聚酯树脂的粘结剂，其含量：无纺布4-6％、无捻粗纱35-45％、方格布4-6％，其余为粘结剂，上述百分数是以产品重量为100计。

2.按照权利要求1所述的型材，其特征在于所述的玻璃纤维无捻粗纱的单线直径13-24μm。

3.按照权利要求1所述的型材，其特征在于所述的聚酯无纺布为丙烯酸粘结剂型的聚酯无纺布，规格为60-250g/m²。

4.按照权利要求1所述的型材，其特征在于所述的玻璃纤维方格布的规格为200-400g/m²。

5.一种制备权利要求1所述的型材的方法，包括热固成型、牵引、切割、表面处理，其特征在于制备过程包括：

(1)将玻璃纤维无捻粗纱于80-150℃下烘干至含水率小于0.5％；

(2)烘干的粗纱引入盛有粘结剂树脂糊的浸渍槽中，使其浸透后再通过分纱板和导丝器分纱；

(3)聚酯无纺布和玻璃纤维方格布进入各自含树脂糊的浸渍槽，使其浸透树脂；

(4)由(2)和(3)步浸过树酯糊的无捻粗纱、无纺布和方格布按要求的层状分布同时先进入预成型冷模，再进入热膜，热膜为分段加热：第一段70-80℃、第二段150-180℃、第三段150-160℃；

(5)浸过树脂的粗纱、无纺布、方格布、在热膜中固化定型；

(6)将(5)步固化定型的材料以0.4-0.8m/分的速度由牵引机连续牵引出模具；

(7)用切割机将型材切割成所需的长度；

(8)对切割后的型材进行包括打磨、喷涂、覆膜在内的表面处理。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于所述的树脂糊是由多种组分通过机械混合得到，具体组分及含量：

不饱和聚酯树脂重量为100、过氧化苯甲酰2-3％、过氧化苯甲酰叔丁酯1-2％、氢氧化铝50-100％、液体脱膜剂1-2％、硬酯酸铅或硬酯酸锌2-3％、紫外吸收剂0.5-1％、防缩剂10-15％、着色剂2-5％、阻燃剂4-10％，上述百分数均以不饱和聚酯树脂为基准。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的紫外吸收剂是UV-9、阻燃剂是FR-4、液体脱膜剂T01。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的着色剂包括钛白、氧化铁红、铁黑、铁黄及相应的色浆。