[发明专利]低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及不饱和树脂玻璃纤维预浸料及其制备方法，特别涉及低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料及其制备方法。

背景技术

新型玻璃纤维增强塑料GRP材料的技术基础来源于飞机材料制造技术，发达国家未向我国开放相关技术。根据权威部门的查新报告，目前国内还没有类似产品，在欧美发达国家特别是德国和美国拥有很强的工业基础和世界领先的装备制造业水平，在GRP材料的研发、生产和应用方面处于世界领先地位，拥有成熟的设备、材料、工艺技术体系。目前欧美生产商一般使用传统的热压生产工艺，这种加热加压生产工艺一般需要至少7～10MPa、130～150℃固化条件，存在生产周期长、能耗大、设备成本较高等缺陷。在国内与GRP材料最接近的是玻璃钢模压材料，这种材料采用玻璃纤维生产，生产过程中采用高温高压成型，外观半透明，但仍存在着生产设备成本高、生产质量难稳定、能耗大、环保性能差的缺陷，也大大限制了该材料在更广泛的领域应用推广，目前仅局限于头盔、汽车部件以及民用、建材领域。

发明内容

本发明的目的在于提供低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料。

本发明的第二个目的在于提供上述低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料的制备方法。

为了实现本发明的第一个目的，本发明提供了以下技术方案：

低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料，其原料由复合玻璃纤维、不饱和树脂、增稠剂、脱模剂、偶联剂、低收缩剂和固化剂组成；

以占原料的质量百分比计,所述复合玻璃纤维：40％～65％，所述不饱和树脂：20％～50％，所述增稠剂：1％～20％，所述偶联剂：0.5％～3％；

以占所述不饱和树脂的质量百分比计，所述低收缩剂：10％～15％，所述固化剂为1％～5％，所述脱模剂为0.5％～3％。

以占原料的质量百分比计，上述复合玻璃纤维优选由碳纤维0％～5％、大麻纤维0％～10％和玻璃纤维40％～65％组成。

以占原料的质量百分比计,上述复合玻璃纤维优选为50％～55％。

以占原料的质量百分比计,上述不饱和树脂优选为30％～36％。

以占原料的质量百分比计,上述增稠剂优选为5％～10％。

以占原料的质量百分比计,上述偶联剂优选为1％～3％。

以占所述不饱和树脂的质量百分比计，上述低收缩剂优选为10％～13％。

以占所述不饱和树脂的质量百分比计，上述固化剂优选为1％～3％。

以占所述不饱和树脂的质量百分比计，上述脱模剂优选为0.5％～2％。

上述不饱和树脂选自邻苯型、间苯型、新戊二醇型或乙烯基酯型不饱和聚酯树脂中的任一种或两种以上的混合物。

上述增稠剂为活性氢氧化镁或/和活性氧化镁。

考虑到复合玻璃纤维表面在拉丝加工工程中残留浸润剂，同时复合玻璃纤维和增稠剂的表面与不饱和聚酯树脂材料的粘结力强度，本发明选用的上述偶联剂优选为硅烷偶联剂(也称KH560)。以占原料的质量百分比计，上述偶联剂的含量为0.5％～3.0％；优选为1-2％。对复合玻璃纤维和增稠剂进行表面处理，直接将偶联剂添加不饱和树脂材料中，以占原料的质量百分比计，KH560的用量为1.5％时效果最好。

进一步的，上述低收缩剂选自聚醋酸乙烯的苯乙烯溶液、聚苯乙烯的苯乙烯溶液或聚甲基丙烯酸甲酯的苯乙烯溶液中的任一种或两种以上的混合物。

上述低收缩剂占上述不饱和树脂的质量百分含量优选为12％～14％。

进一步的，所述的固化剂选自过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化-2-乙基已酸叔丁酯或过氧化环己酮中的任一种或两种以上的混合物。

上述固化剂占上述不饱和树脂的质量百分含量优选为2％～4％。

本发明预浸料采用不饱和聚酯树脂、增稠剂、低收缩剂和固化剂作为本发明预浸料的主要配方，并采用本发明恰当的配比，使各组分有机组合，赋予预浸料可在低温低压成型加工的性能，弯曲强度、冲击韧性同比高温高压成型有较大提高，且其成本明显降低，环保性性更好，材料的应用范围更广。

为了实现本发明的第二个目的，本发明提供了上述低温低压成型用不饱和树脂玻璃纤维预浸料的制备方法，包括以下步骤：

(1)平行单向排布玻璃纤维；

(2)将不饱和树脂和低收缩剂、过氧化苯甲酸叔丁酯、氢氧化镁增稠剂和偶联剂混合均匀配制成胶液；

(3)通过胶辊滚压将所述胶液浸入双面聚乙烯(PE)薄膜保护的玻璃纤维中，卷取、密封放置于室温下自然稠化处理2～7天即得所述玻璃纤维预浸料。