[发明专利]一种高固含量热塑性拉挤树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料树脂技术领域，涉及一种高固含量热塑性拉挤树脂及其制备方法。

背景技术

拉挤成型工艺是将浸渍树脂胶液的连续玻璃纤维束、带或布等，在牵引力的作用下，通过挤压模具成型、固化，连续不断地生产长度不限的玻璃钢型材。这种工艺最适于生产各种断面形状的玻璃钢型材，如棒、管、实体型材(工字形、槽形、方形型材)和空腹型材(门窗型材、叶片等)等。

拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺，其优点是：①生产过程完全实现自动化控制，生产效率高；②拉挤成型制品中纤维含量可高达80％，浸胶在张力下进行，能充分发挥增强材料的作用，产品强度高；③生产过程中无边角废料，产品不需后加工，故较其它工艺省工，省原料，省能耗；④制品质量稳定，重复性好，长度可任意切断。

目前，拉挤工艺大多采用的是热固性树脂，如不饱和聚酯、环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂等，固化过程是一个交联反应的过程，得到的是热固性玻璃钢，产品一旦定型就不能再改变形状，而且也难以回收利用，环境友好性差。与热固性玻璃钢相比，采用热塑性树脂与连续纤维复合制得热塑性玻璃钢不仅可克服这些缺点，而且热塑性玻璃钢具有更加优良的耐热性和抗冲击性能，正鉴于此，热塑性拉挤玻璃钢在近年来越来越受到人们的重视。

玻璃钢拉挤成型工艺对所用树脂的基本要求是：

(1)粘度较低，具有良好的流动性和对增强材料的浸润性，便于树脂充分浸渍增强材料。

(2)聚合速度快，可在几分钟内完成聚合反应。

(3)较低的固化收缩率，这样才能降低制品的内应力，控制制品中微裂纹的发展。

(4)具有较长的工艺适用期和较短的固化时间。

(5)低挥发性，以降低单体的挥发对操作环境的污染。

甲基丙烯酸甲酯(MMA)很容易进行自由基聚合，经过预聚合可得到的具有一定粘度的预聚液，通过控制单体转化率可以制得各种粘度的预聚液。因甲基丙烯酸甲酯的聚合速度快，在高温下可迅速反应，从聚合速度上来说甲基丙烯酸甲酯的预聚液可满足拉挤工艺的要求。台湾清华大学的Chen曾经将甲基丙烯酸甲酯的预聚液用于浸渍玻纤，通过拉挤工艺来成型热塑性玻璃钢，但是，将MMA的预聚液直接用于拉挤工艺进行热塑性玻璃钢的规模生产尚需要克服许多实际问题。

其一，甲基丙烯酸甲酯的沸点只有101℃，挥发性强，且气味比较难闻，这会造成生产车间的空气环境严重恶化。

其二，甲基丙烯酸甲酯聚合的收缩率很高，可高达20～22％，如此高的成型收缩率会容易造成玻璃钢制品内部的应力缺陷。

正因为上述两个问题，MMA预聚合液一直未能在实际生产中用于热塑性玻璃钢拉挤工艺的浸渍液。

为了克服上述问题，一个有效的方法就是大幅度提高MMA预聚合液中聚合物的含量，即固含量，从而降低单体挥发性和降低成型收缩率。但对于MMA的本体自由基聚合，其聚合物的分子量一般都很大，当单体转化率高于20％后，粘度已经很大，甚至失去流动性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高固含量热塑性拉挤树脂。

本发明的另一目的是提供一种上述高固含量热塑性拉挤树脂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种高固含量热塑性拉挤树脂，该树脂由包括以下重量份的组分制成：

基础单体                100份，

共聚单体                10～50份，

链转移剂                0.2～5.0份，

增塑剂                  0～15份，

自由基引发剂            0.2～2.0份，

阻聚剂                  0.001份，

脱模剂                  0.2～4份，

填料                    0～50份，

固化剂                  0.1～5份。

所述的基础单体为甲基丙烯酸甲酯。

所述的共聚单体为苯乙烯或甲基苯乙烯中的一种或一种以上。

所述的链转移剂为正丁硫醇、十二硫醇、丁硫醇或3-巯基丙酸异辛酯中的一种或一种以上。

所述的增塑剂为邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛脂或邻苯二甲酸二庚酯中的一种或一种以上。

所述的自由基引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈中的一种或一种以上。