[發明專利]連續定向玻璃纖維增強高阻燃低吸水率片狀模塑料及制備方法

在審

• 申請號: 201710683243.3
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107474507A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 楊國剛;朱一;張健侃;許賢彬
• 申請（專利權）人: 振石集團華美新材料有限公司
• 主分類號: C08L67/06
• 分類號: C08L67/06;C08L33/12;C08L23/06;C08K13/04;C08K5/01;C08K3/22;C08K7/14;C08K5/14;C08K5/098
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 余木蘭

技術領域

本發明涉及一種模塑料及制備方法，尤其是涉及一種連續定向玻璃纖維增強高阻燃低吸水率片狀模塑料及制備方法，它屬于復合材料領域。

背景技術

近年來，玻璃纖維增強復合材料因其輕質高強的特性在日常生活中得到了越來越廣泛的應用。其中，片狀模塑料（Sheet Molding Compound，SMC）技術又因其可一次成型具有復雜精細結構的產品、生產效率高、可根據需要進行配方設計以得到具備特定需求的產品等特性，成為目前玻纖增強熱固性復合材料最為重要的成型工藝之一。該技術起源于上世紀60年代的聯邦德國，其所含主要化學成分通常包括不飽和聚脂樹脂、低收縮劑樹脂、填料、玻璃纖維等，同時輔以引發劑、阻聚劑、內脫模劑、色漿、增稠劑等輔助材料。將以上原料按照設定量在高速分散機內進行高速混合分散，進而使用片狀模塑料生產機組將樹脂糊與增稠劑糊按照設定比例進行混配、再與被短切成特定長度的玻璃纖維進行復合，即可得到片狀“三明治”結構。

利用不飽和聚酯樹脂中的羧基與羥基與堿金屬氧化物間的物理化學作用，該“三明治”結構經過在特定溫度下24-96小時的熟化，即形成一種可裁切、可靈活搬運的固態片狀物。該固態片狀物按照特定方式劃切后，將其置于具有特定結構的模具型腔內，即可在高溫下高壓下流動充滿模具型腔，進而發生交聯固化反應、得到熱固性固體模壓產品。此類產品在軌道交通、汽車/火車部件、電氣用品、建材等領域得到了廣泛的應用。

在室外用軌道交通領域，部分產品如高鐵電纜支架、列車外壁板等因其特殊的使用條件，對材料本身的強度、阻燃特性與低吸水性提出了很高的要求。較低的吸水率不僅可以保證制品在不同戶外使用時間后的尺寸穩定性，也直接關系到基體樹脂的水解難易程度與制品最終使用壽命。高阻燃特性則可以在發生火災等意外時保證相關人員有更大的逃生機會。制品的力學性能則直接關系到材料是否可以作為承受載荷的結構件來使用，也可在發生意外時保障人身與財產安全。

常規的片狀模塑料通常全部使用短切長度25.4mm的玻纖進行增強，因此其強度尤其是彎曲與沖擊強度受到了很大限制。如能使用定向玻璃纖維取代短切玻璃纖維作為增強材料，無疑可顯著改善材料強度。同時因為該調整不涉及玻纖含量的變化，制備片狀模塑料所用的樹脂糊粘度可維持在較高水平，這就為通過大量添加阻燃填料賦予材料高阻燃特性（UL-94 V0級）與低吸水率提供了可能。

公開日為2010年04月21日，公開號為CN101696320A的中國專利中，公開了一種名稱為“一種連續定向玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料”的發明專利。該專利提供的連續定向玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料雖采用連續定向玻璃纖維增強，但偏重于材料制備工藝的改進、同時在制備時使用了阻燃填料，并未涉及材料低吸水率性能的控制、同時阻燃特性的描述也未與美國UL-94標準中所列明的阻燃等級進行對應。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，通過全部或部分使用連續定向玻璃纖維替換短切玻璃纖維來提升材料力學性能，在此基礎上保證材料的阻燃等級達到UL-94 V0級，同時材料的吸水率可控制在0.15%以下的連續定向玻璃纖維增強高阻燃低吸水率片狀模塑料及制備方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該連續定向玻璃纖維增強高阻燃低吸水率片狀模塑料，其特征在于：所述片狀模塑料的配方包含如下質量份的物質：不飽和聚酯樹脂60-90份，低收縮劑10-40份，苯乙烯0-10份，填料100-200份，玻璃纖維60-120份，引發劑0.5-2.0份，阻聚劑0-0.1份，增稠劑0.5-2.0份，內脫模劑2-6份，加工助劑0-4份。

作為優選，本發明所述不飽和聚酯樹脂為對苯樹脂、間苯樹脂或乙烯基樹脂的一種或任意幾種的混合。

作為優選，本發明所述低收縮劑為聚苯乙烯、聚乙烯微粉或聚甲基丙烯酸甲酯的一種或任意幾種的混合。

作為優選，本發明所述填料采用氫氧化鋁或碳酸鈣的一種或兩種的混合。

作為優選，本發明所述玻璃纖維為無堿連續玻璃纖維與短切長度25.4 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:5-5:1。

作為優選，本發明所述引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）、叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）或過氧化-2-乙基已酸叔丁酯（TBPO）的一種或任意幾種的混合。

作為優選，本發明所述阻聚劑為對苯醌。

作為優選，本發明所述內脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣的一種或兩種的混合物。