CN113321826B - 一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法 - Google Patents

一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃纤维树脂复合材料制备技术领域，尤其是一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤：配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液混合，将玻璃加热到拉丝粘度的温度1000‑1200℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，将树脂熔融，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至180‑240℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层。本发明将玻璃纤维生产线上熔融的玻璃纤维直接和熔融状态下的树脂混合，然后挤压塑形，生产的产品中70％玻纤，30％树脂，拉丝长度不受限制，节约了成本。

Description

一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃纤维树脂复合材料制备技术领域，尤其是一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法。
背景技术
常用的玻璃纤维复合材料指树脂基复合材料，可采用手糊、缠绕、压制等成型工艺，也可采用注射及拉挤成型工艺。
现有玻璃纤维树脂复合材料生产方式之一是将玻璃纤维丝成品在树脂中浸泡(在树脂液内走丝)，再进行粒切割，生成的产品中60％玻纤，40％树脂。这种生产方式存在的问题是树脂贴在玻璃纤维丝表面，树脂和玻纤混合不均匀。
现有玻璃纤维树脂复合材料生产方式之二是将玻璃纤维卷/丝成品和树脂成品均进行高温加热(1000度左右)，使两者均处于熔融状态，混合后在进行挤压造型，生产的产品70％玻纤，30％树脂。这种生产方式存在的问题是浸润剂涂布设备开机和关机时，涂布在玻璃纤维丝上的浸润剂不均匀，导致玻璃纤维丝粘的树脂不均匀，影响玻璃纤维树脂复合材料的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，克服前述现有技术中玻璃纤维树脂复合材料生产方式中的诸多不足，使得最终制得的玻璃纤维树脂复合材料的树脂和玻璃纤维混合均匀。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:2混合后的复合液升温至100-150℃，然后置于雾化器中备用；
(2)将玻璃加热到拉丝粘度的温度1000-1200℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，使玻璃纤维降温至180-240℃；
(3)将树脂熔融，熔融温度为150-170℃，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至180-240℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层；
(4)将标线形成树脂层的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中，挤出，注塑制得玻璃纤维树脂复合材料。
优选的，所述浸润剂的喷覆厚度为500nm-50μm。
优选的，所述浸润剂混合液主要由甲基硅油、三乙烯二胺、尿丁酮按照重量比(1-3)：(1-3)：5复配而成。
优选的，所述阳离子分散剂混合液主要由珠海先德新材料科技有限责任公司生产制造的型号为synde 141的高分子分散剂和荷兰化学品企业拓纳化学公司生产制造的型号为FD400的分散剂按重量比1：(4-5)复配而成。
优选的，所述阴离子表面活性剂混合液主要由美国杜邦公司制造的型号为Zonyl9361的氟碳表面活性剂和美国杜邦公司制造的型号为Zonyl FS-610的氟碳表面活性剂按照重量比(4-7)：(1-2)复配而成。
优选的，所述树脂为PP树脂、PCE树脂、PET树脂、PA树脂、PC树脂中的一种。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法具有以下优点：将玻璃纤维生产线上熔融的玻璃纤维直接和熔融状态下的树脂混合，然后挤压塑形，生产的产品中70％玻纤，30％树脂，拉丝长度不受限制，节约了成本；玻璃纤维拉丝后喷涂浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液组成的复合液，复合液对玻璃纤维降温过程中，阴离子表面活性剂对玻璃纤维表面进行包覆，阳离子分散剂分散在阴离子表面活性剂的表层，提高后续操作过程中树脂与玻璃纤维的混合均匀度，浸润剂混合液提高了树脂与玻璃纤维表面接触时的润滑流动性，使得树脂在玻璃纤维上的延展效率和性能提高，消除玻璃纤维和树脂混合过程中产生的细小气泡，提高玻璃纤维丝表面与树脂之间的结合度。
具体实施方式
实施例1
一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:2混合后的复合液升温至120℃，然后置于雾化器中备用；
(2)将玻璃加热到拉丝粘度的温度1050℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，使玻璃纤维降温至210℃；
(3)将树脂熔融，熔融温度为160℃，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至200℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层；
(4)将标线形成树脂层的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中，挤出，注塑制得玻璃纤维树脂复合材料。
所述浸润剂的喷覆厚度为500nm-50μm。
所述浸润剂混合液主要由甲基硅油、三乙烯二胺、尿丁酮按照重量比2：1：5复配而成。
所述阳离子分散剂混合液主要由珠海先德新材料科技有限责任公司生产制造的型号为synde 141的高分子分散剂和荷兰化学品企业拓纳化学公司生产制造的型号为FD400的分散剂按重量比1：4复配而成。
所述阴离子表面活性剂混合液主要由美国杜邦公司制造的型号为Zonyl 9361的氟碳表面活性剂和美国杜邦公司制造的型号为Zonyl FS-610的氟碳表面活性剂按照重量比5：2复配而成。
所述树脂为PP树脂。
实施例2
一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:2混合后的复合液升温至100℃，然后置于雾化器中备用；
(2)将玻璃加热到拉丝粘度的温度1000℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，使玻璃纤维降温至180℃；
(3)将树脂熔融，熔融温度为150℃，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至180℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层；
(4)将标线形成树脂层的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中，挤出，注塑制得玻璃纤维树脂复合材料。
所述浸润剂的喷覆厚度为500nm-50μm。
所述浸润剂混合液主要由甲基硅油、三乙烯二胺、尿丁酮按照重量比1：1：5复配而成。
所述阳离子分散剂混合液主要由珠海先德新材料科技有限责任公司生产制造的型号为synde 141的高分子分散剂和荷兰化学品企业拓纳化学公司生产制造的型号为FD400的分散剂按重量比1：4复配而成。
所述阴离子表面活性剂混合液主要由美国杜邦公司制造的型号为Zonyl 9361的氟碳表面活性剂和美国杜邦公司制造的型号为Zonyl FS-610的氟碳表面活性剂按照重量比4：1复配而成。
所述树脂为PCE树脂。
实施例3
一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:2混合后的复合液升温至150℃，然后置于雾化器中备用；
(2)将玻璃加热到拉丝粘度的温度1200℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，使玻璃纤维降温至240℃；
(3)将树脂熔融，熔融温度为170℃，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至240℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层；
(4)将标线形成树脂层的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中，挤出，注塑制得玻璃纤维树脂复合材料。
所述浸润剂的喷覆厚度为500nm-50μm。
所述浸润剂混合液主要由甲基硅油、三乙烯二胺、尿丁酮按照重量比3：2：5复配而成。
所述阳离子分散剂混合液主要由珠海先德新材料科技有限责任公司生产制造的型号为synde 141的高分子分散剂和荷兰化学品企业拓纳化学公司生产制造的型号为FD400的分散剂按重量比1：5复配而成。
所述阴离子表面活性剂混合液主要由美国杜邦公司制造的型号为Zonyl 9361的氟碳表面活性剂和美国杜邦公司制造的型号为Zonyl FS-610的氟碳表面活性剂按照重量比7：2复配而成。
所述树脂为PA树脂。
对比例1
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，其区别在于：配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:1混合后的复合液升温至100℃，然后置于雾化器中备用。
试验例1
分别根据GB/T 8805-1988、GB 1697-82、GB/T6739-2006中的方法对实施例1-3和对比例1-2中的玻璃纤维树脂复合材料材料进行弯曲度、抗冲击强度、硬度进行测试，测试结果入表1所示：
表1
Figure BDA0002637212750000051
由表1可以看出，本发明实施例1-3制得的玻璃纤维树脂复合材料材料性能远高于对比例1和对比例2。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)配置浸润剂混合液、阳离子分散剂混合液和阴离子表面活性剂混合液，将上述混合液按重量比1:1:2混合后的复合液升温至100-150℃，然后置于雾化器中备用；
(2)将玻璃加热到拉丝粘度的温度1000-1200℃，拉制成玻璃纤维，通过雾化器喷雾的方式在玻璃纤维的表面喷覆一层复合液，使玻璃纤维降温至180-240℃；
(3)将树脂熔融，熔融温度为150-170℃，熔融后放置在树脂容置槽内，喷覆了复合液的玻璃纤维降温至180-240℃后迅速通过树脂容置槽，在玻璃纤维表面形成树脂层；
(4)将表面形成树脂层的玻璃纤维加入到双螺杆挤出机中，挤出，注塑制得玻璃纤维树脂复合材料；
所述浸润剂混合液主要由甲基硅油、三乙烯二胺、尿丁酮按照重量比(1-3)：(1-3)：5复配而成；
所述阳离子分散剂混合液主要由珠海先德新材料科技有限责任公司生产制造的型号为synde 141的高分子分散剂和荷兰化学品企业拓纳化学公司生产制造的型号为FD400的分散剂按重量比1：(4-5)复配而成；
所述阴离子表面活性剂混合液主要由美国杜邦公司制造的型号为Zonyl 9361的氟碳表面活性剂和美国杜邦公司制造的型号为Zonyl FS-610的氟碳表面活性剂按照重量比(4-7)：(1-2)复配而成。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述浸润剂的喷覆厚度为500nm-50μm。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述树脂为PP树脂、PCE树脂、PET树脂、PA树脂、PC树脂中的一种。
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