CN105669920A - 一种低收缩不饱和聚酯树脂及基于该树脂制备的玻璃纤维增强板材 - Google Patents

一种低收缩不饱和聚酯树脂及基于该树脂制备的玻璃纤维增强板材 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低收缩不饱和聚酯树脂及基于该树脂使用真空辅助成型工艺制备的玻璃纤维增强板材，所述树脂由改性不饱和聚酯树脂胶液固化得到，所述改性不饱和聚酯树脂胶液原料组分及质量份为：不饱和聚酯树脂540份，聚醋酸乙烯酯6-18份，聚苯乙烯12-18份，苯乙烯30-36份，过氧化甲乙酮8.1份。本发明所制备的低收缩不饱和聚酯树脂能够满足工业生产需求，以这种改性树脂制得的玻璃纤维增强板材不仅具有很低的固化收缩率，而且强度高，综合性能优良，可用于船舶、风电、航空航天等领域。

Description

一种低收缩不饱和聚酯树脂及基于该树脂制备的玻璃纤维增强板材
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及一种低收缩不饱和聚酯树脂及基于该树脂体系制备的改性不饱和聚酯树脂/玻璃纤维增强板材。
背景技术
不饱和聚酯树脂是热固性树脂中最常用的一种，可在室温下固化，成型工艺性能灵活，固化后综合性能良好，但一般具有7-8％的固化收缩率，使其制造的产品很容易产生变形及翘曲，而且树脂的固化收缩会在产品内部产生内应力，导致产品开裂，严重影响产品的正常使用，这一缺陷在一定程度上限制了它的应用。添加低收缩添加剂和无机填料是目前降低不饱和聚酯树脂收缩率的最常用手段。添加无机填料虽然能降低不饱和聚酯树脂的收缩率，但往往需要添加较多的量才能达到较好的效果，大量添加无机填料会严重影响树脂本身的力学性能，并且存在与树脂相容性差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种强度高、固化收缩率低的改性不饱和聚酯树脂，以及基于该树脂使用真空辅助成型工艺制备玻璃纤维增强板材。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种低收缩不饱和聚酯树脂，它由改性不饱和聚酯树脂胶液固化得到，所述改性不饱和聚酯树脂胶液原料组分及质量份为：
按上述方案，所述不饱和聚酯树脂为预促真空辅助成型工艺专用树脂，室温下黏度低于300mPa·s，凝胶时间大于30min。
优选的是，所述聚醋酸乙烯酯数均分子量为150000～250000。
优选的是，所述聚苯乙烯为数均分子量为200000～260000。
按上述方案，所述固化的条件为：在室温下静置24h，随后在60℃温度下加热6h。
优选的是，所述苯乙烯为液体，含量≥99.0％，纯度为99.5％。
本发明还包括根据上述低收缩不饱和聚酯树脂制备得到的玻璃纤维增强板材，它以低收缩不饱和聚酯树脂为基体，以玻璃纤维布为增强材料，采用真空辅助成型工艺制备得到。
本发明所述的玻璃纤维增强板材的制备方法，包括以下步骤：
1)制备改性不饱和聚酯树脂胶液：将聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯和苯乙烯按比例混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀后加入过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液；
2)制备改性不饱和聚酯树脂/玻璃纤维增强板材：将多层玻璃纤维布剪裁烘干后依次铺放至单面刚性模具上，再铺设辅助材料并以柔性袋膜封装，然后对模腔进行抽真空，随后在真空状态下将步骤1)所得改性不饱和聚酯树脂胶液吸注至模腔中，使其浸渍多层玻璃纤维布，最后在真空状态下固化得到改性不饱和聚酯树脂/玻璃纤维增强板材。
优选的是，步骤2)所述多层玻璃纤维布为8-10层。
按上述方案，步骤2)所述玻璃纤维增强板材的制备方法，其特征在于步骤2)所述真空辅助成型工艺其固化工艺为室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h。
本发明的有益效果在于：本发明通过加入聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯和苯乙烯的共混物对不饱和聚酯树脂进行改性，极大的降低了不饱和聚酯树脂的固化收缩率，得到了一种低收缩不饱和聚酯树脂，能够满足工业生产需求；以这种改性树脂制得的玻璃纤维增强板材不仅具有很低的固化收缩率，而且强度高，综合性能优良，可用于风电、航空航天等领域。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
制备低收缩不饱和聚酯树脂，步骤如下：
将18g聚醋酸乙烯酯(数均分子量为200000)、12g聚苯乙烯(均分子量为230000)和30g苯乙烯(纯度为99.5％)混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入540g不饱和聚酯树脂(预促真空辅助成型工艺专用树脂，室温下黏度200mPa·s，凝胶时间40min)中，搅拌均匀后加入8.1g过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液，将胶液灌入磨具中，在室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h，固化后得到低收缩不饱和聚酯树脂。
经测试，本实施例所得低收缩不饱和聚酯树脂收缩率为2.1％，拉伸强度约50Mpa，拉伸模量为3.01GPa，弯曲强度约105MPa，冲击韧性为15.2kJ/m2。
实施例2
制备玻璃纤维增强板材，步骤如下：
1)制备改性不饱和聚酯树脂胶液：将18g聚醋酸乙烯酯(数均分子量为150000)、12g聚苯乙烯(均分子量为200000)和30g苯乙烯(纯度为99.5％)混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入540g不饱和聚酯树脂(预促真空辅助成型工艺专用树脂，室温下黏度250mPa·s，凝胶时间35min)中，搅拌均匀后加入8.1g过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液；
2)制备玻璃纤维增强板材：将玻璃纤维布剪裁成大小为300mm×300mm大小，叠放形成10层玻璃纤维布，放入60℃烘箱中干燥4h。在单面刚性模具上依次铺放脱模布、10层玻璃纤维布、脱模布、导流网、隔离膜，放置好注胶管道和抽气管道之后进行封装，之后对整个装置进行抽真空，使真空度达到-0.1MPa，检查气密性后保压20min，随后在真空状态下将步骤1)所得改性不饱和聚酯树脂胶液吸注至模腔中，使其浸渍多层玻璃纤维布，待树脂浸渍完全后，停止注入树脂，保持真空，直到树脂凝胶固化，固化工艺为室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h，固化后得到玻璃纤维增强板材。
经测试，本实施例所得玻璃纤维增强板材固化收缩率为0.9％，拉伸强度约350Mpa，拉伸模量为16.3GPa，弯曲强度约280MPa，冲击韧性为150kJ/m2。
实施例3
制备玻璃纤维增强板材，步骤如下：
1)制备改性不饱和聚酯树脂胶液：将12g聚醋酸乙烯酯(数均分子量为250000)、18g聚苯乙烯(均分子量为260000)和30g苯乙烯混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入540g不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀后加入8.1g过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液；
2)制备玻璃纤维增强板材：将玻璃纤维布剪裁成大小为300mm×300mm大小，叠放形成10层玻璃纤维布，放入60℃烘箱中干燥4h。在单面刚性模具上依次铺放脱模布、10层玻璃纤维布、脱模布、导流网、隔离膜，放置好注胶管道和抽气管道之后进行封装，之后对整个装置进行抽真空，使真空度达到-0.1MPa，检查气密性后保压20min，随后在真空状态下将步骤1)所得改性不饱和聚酯树脂胶液吸注至模腔中，使其浸渍多层玻璃纤维布，待树脂浸渍完全后，停止注入树脂，保持真空，直到树脂凝胶固化，固化工艺为室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h，固化后得到玻璃纤维增强板材。
经测试，本实施例所得玻璃纤维增强板材固化收缩率为1.5％，拉伸强度约400Mpa，拉伸模量为16.5GPa，弯曲强度约300MPa，冲击韧性为165kJ/m2。
实施例4
制备玻璃纤维增强板材，步骤如下：
1)制备改性不饱和聚酯树脂胶液：将6g聚醋酸乙烯酯(数均分子量为270000)、18g聚苯乙烯(均分子量为230000)和36g苯乙烯混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入540g不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀后加入8.1g过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液；
2)制备玻璃纤维增强板材：将玻璃纤维布剪裁成大小为300mm×300mm大小，叠放形成10层玻璃纤维布，放入60℃烘箱中干燥4h。在单面刚性模具上依次铺放脱模布、10层玻璃纤维布、脱模布、导流网、隔离膜，放置好注胶管道和抽气管道之后进行封装，之后对整个装置进行抽真空，使真空度达到-0.1MPa，检查气密性后保压20min，随后在真空状态下将步骤1)所得改性不饱和聚酯树脂胶液吸注至模腔中，使其浸渍多层玻璃纤维布，待树脂浸渍完全后，停止注入树脂，保持真空，直到树脂凝胶固化，固化工艺为室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h，固化后得到玻璃纤维增强板材。
经测试，本实施例所得玻璃纤维增强板材固化收缩率为1.0％，拉伸强度约380Mpa，拉伸模量为16.3GPa，弯曲强度约290MPa，冲击韧性为158kJ/m2。

Claims (9)

1.一种低收缩不饱和聚酯树脂，其特征在于，它由改性不饱和聚酯树脂胶液固化得到，所述改性不饱和聚酯树脂胶液原料组分及质量份为：
2.根据权利要求1所述的低收缩不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂为预促真空辅助成型工艺专用树脂，室温下黏度低于300mPa·s，凝胶时间大于30min。
3.根据权利要求1所述的低收缩不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述聚醋酸乙烯酯数均分子量为150000～250000。
4.根据权利要求1所述的低收缩不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述聚苯乙烯数均分子量为200000～260000。
5.根据权利要求1所述的低收缩不饱和聚酯树脂，其特征在于：所述固化的条件为：在室温下静置24h，随后在60℃温度下加热6h。
6.一种根据权利要求1-5所述低收缩不饱和聚酯树脂制备得到的玻璃纤维增强板材，其特征在于，它以低收缩不饱和聚酯树脂为基体，以玻璃纤维布为增强材料，采用真空辅助成型工艺制备得到。
7.一种权利要求6所述的玻璃纤维增强板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备改性不饱和聚酯树脂胶液：将聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯和苯乙烯按比例混合并充分搅拌得到低收缩剂，再将所述低收缩剂倒入不饱和聚酯树脂中，搅拌均匀后加入过氧化甲乙酮，再充分搅拌并进行真空脱泡处理得到改性不饱和聚酯树脂胶液；
2)制备玻璃纤维增强板材：将多层玻璃纤维布剪裁烘干后依次铺放至单面刚性模具上，再铺设辅助材料并以柔性袋膜封装，然后对模腔进行抽真空，随后在真空状态下将步骤1)所得改性不饱和聚酯树脂胶液吸注至模腔中，使其浸渍多层玻璃纤维布，最后在真空状态下固化得到玻璃纤维增强板材。
8.根据权利要求7所述的玻璃纤维增强板材的制备方法，其特征在于步骤2)所述多层玻璃纤维布为8-10层。
9.根据权利要求7所述的玻璃纤维增强板材的制备方法，其特征在于步骤2)所述真空辅助成型工艺其固化工艺为室温下静置24h，脱模后在60℃温度下后固化12h。
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