[发明专利]一种玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯(pCBT)复合材料的制备，尤其是涉及一种玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其热压成型制备方法

背景技术

环形对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)是由聚对苯二甲酸丁二醇酯裂解为短链的齐聚物并闭合成环状得到，是聚合度为2-7的环形对苯二甲酸丁二醇酯低聚物组成的混合物，具有大环寡聚酯结构。它是一种高性能热塑性树脂，加热熔融后粘度极低，加入催化剂后可快速发生聚合，因此它具有热固性树脂的易加工性，同时又具备了热塑性树脂的优点。但是，由CBT聚合得到的pCBT由于结晶度较高而在力学性能上有一定的缺陷。

此外，虽然有人致力于提高力学性能的研究，但是这些研究的成型工艺比较复杂且要求较高，相应的成本也更高，并不利于大批量生产和推广使用。

所以，亟需研发一种不能能够满足使用需求，而且成本低廉可以推广使用的复合材料及其制备方法。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及制备方法，该复合材料具有轻质、可再生、耐化学性及耐损害性能，该制备方法工艺简单，生产成本较低。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，包含若干层玻璃纤维布，相邻玻璃纤维布之间铺覆等量的环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料和锡类催化剂。

作为优选，所述玻璃纤维布有4～20层，进一步优选为6层。层数的多少对复合材料的力学性能的影响较小，所以最佳方案为6层，成本较低并且性能较好。

作为优选，所述环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料质量与玻璃纤维布总质量相同，锡类催化剂的质量为苯二甲酸丁二醇酯粉料质量的0.3％～0.6％。

本发明中，环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料质量与玻璃纤维布的质量比不同，复合材料的性能也各不相同：

环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料质量与玻璃纤维布的质量比低于1：1和高于1：1时所得到的复合材料的性能都不及1：1时的材料。主要原因是当CBT与玻璃纤维比例低于1:1时，玻璃纤维间的粘结性不好，性能较低；而当高于1：1时，玻璃纤维间的树脂含量又较多，也会使性能下降。所以，当对使用性能要求较高的情况下，要严格控制环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料质量与玻璃纤维布的质量比为1：1；当对其使用性能要求并不太高时，可以适当放宽两者的比例关系，例如环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料质量与玻璃纤维布的质量比为2：3～3：2。

一种基于上述的玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料的制备方法，采用热压成型的方法，以层间铺料的方式，在每层玻璃纤维布之间铺覆等量的环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料及锡类催化剂，具体包含以下步骤：

(1)取出若干张玻璃纤维布，并称取这些玻璃纤维布的质量，称然后称取与这些玻璃纤维布的质量相同的环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料以及相应质量的锡类催化剂；

(2)将环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料以及锡类催化剂搅拌并混合均匀，将混合的环形对苯二甲酸丁二醇酯粉料以及锡类催化剂均分为若干等份，均分的份数比玻璃纤维布的张数少一；

(3)将第一张玻璃纤维布铺设在阴模的表面，将第一份混合后的苯二甲酸丁二醇酯粉料以及锡类催化剂铺覆在玻璃纤维布表面；然后取第二张玻璃纤维布放置在第一份混合后的苯二甲酸丁二醇酯粉料以及锡类催化剂表面，继续将第二份混合后的苯二甲酸丁二醇酯粉料以及锡类催化剂铺覆在玻璃纤维布表面；如此重复，直到最后一张玻璃纤维布铺完，放上阳模，进行热压成型。

作为优选，所述步骤(1)中玻璃纤维布在称取质量前，要在100℃真空干燥箱中干燥8h。

作为优选，所述步骤(3)中进行热压成型时，温度为180℃～220℃，模压压力为3～5MPa。

作为优选，所述锡类催化剂为锡环烷、二羟基氯化丁基锡或二羟基烷基锡。

有益效果：本发明的玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯，通过采用玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯，能够改善纯聚环形对苯二甲酸丁二醇酯在力学性能上的缺陷，使复合材料达到质轻、耐高温、耐化学性和耐损害性能优异等特征；本发明采用的玻璃纤维较其他增强纤维价格低，而且采用的热压成型工艺原料的损失率小，操作简单，可批量生产，使生产成本大大降低。

附图说明

图1为本发明玻璃纤维增强聚环形对苯二甲酸丁二醇酯复合材料放大300倍的扫描电镜图；