CN114773817B - 一种玻璃钢拉挤型材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻璃钢拉挤型材及其制备方法,玻璃钢拉挤型材包括基体材料和增强材料:基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:不饱和聚酯树脂30‑100份、不饱和聚酯树脂固化剂0.5‑2份、环氧树脂15‑55份、环氧固化剂13‑50份、脱模剂0.5‑3份、低收缩剂1‑8份、阻燃剂20‑60份;增强材料包括体积比为(2‑4):1的玻璃纤维和复合玻璃纤维双轴向布。本发明的玻璃钢拉挤型材,横向机械性能和阻燃性能显著提高,机械性能满足冷却塔用玻璃钢CTI STD‑137标准的要求,阻燃性能满足ASTM E84标准中FSI≤25要求的,且成型过程工艺性好,可操作性强,拉挤型材断面无裂纹,保证其在玻璃钢冷却塔使用过程中的长期质量,经济性好。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种玻璃钢拉挤型材及其制备方法。
背景技术
冷却塔是用于冷却水等液体的设备,水与空气在冷却塔中流过,进行热交换、质交换,使水温下降,得到冷却。早期冷却塔大多采用钢筋混凝土结构,钢混结构冷却塔的钢混结构每2年需进行一次维护保养,做防渗处理,另外钢混结构塔需经防腐处理才具有较好的抗腐蚀性能。玻璃钢问世后,由于它具有质轻高强,耐腐蚀,有可设计性,外表美观,价格适中的特点,很快被用在冷却塔上。
目前玻璃钢冷却塔的主框架选用拉挤玻璃钢型材,该型材轻质高强、耐腐蚀、免维护、耐老化,特别适用于建筑结构顶端及腐蚀严重的化工企业的冷却塔,并取得了显著的经济效益和社会效益。
相比其他玻璃钢成型工艺,拉挤玻璃钢型材由于纵向纤维含量高,具有极其优异的纵向机械性能,但同时其横向机械性能较低,无法满足CTI STD-137标准中对冷却塔用玻璃钢结构的各项力学性能要求;另一方面,玻璃钢型材在建筑领域应用时需要满足一定的阻燃要求,而目前已有的拉挤玻璃钢型材的阻燃性能不佳。因此,需要解决上述的问题,以促进玻璃钢拉挤型材在冷却塔中的应用。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种玻璃钢拉挤型材及其制备方法,有效提高了玻璃钢拉挤型材的横向机械性能和阻燃性能,使其机械性能满足冷却塔用玻璃钢CTI STD-137标准的要求,阻燃性能满足ASTM E84标准中FSI≤25要求的,且成型过程工艺性好,可操作性强,拉挤型材断面无裂纹,保证其在玻璃钢冷却塔使用过程中的长期质量,经济性好。
为了解决上述问题,本发明的一个方面提供一种玻璃钢拉挤型材,包括基体材料和增强材料:
所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂30-100份、不饱和聚酯树脂固化剂0.5-2份、环氧树脂15-55份、环氧固化剂13-50份、脱模剂0.5-3份、低收缩剂1-8份、阻燃剂20-60份;
所述增强材料包括体积比为(2-4):1的玻璃纤维和复合玻璃纤维双轴向布。
优选地,所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂60-70份、不饱和聚酯树脂固化剂1-1.4份、环氧树脂30-40份、环氧固化剂27-36份、脱模剂1-2份、低收缩剂3-5份、阻燃剂32-45份。
优选地,所述增强材料的体积占所述玻璃钢拉挤型材的55%-60%。
优选地,所述不饱和聚酯树脂与所述环氧树脂的质量比为(1.5-2.4):1。
优选地,所述复合玻璃纤维双轴向布包含:0°方向玻璃纤维纱与90°方向玻璃纤维纱构成的双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡;
所述复合玻璃纤维双轴向布的面密度为920-950g/m2;所述0°方向玻璃纤维纱的面密度为120-200g/m2;所述90°方向玻璃纤维纱的面密度为470-550g/m2;所述短切玻璃纤维纱的面密度为200-250g/m2;所述玻璃纤维表面毡的面密度为30-50g/m2。
优选地,所述90°方向玻璃纤维纱占所述增强材料的体积含量的12%-15%。
优选地,所述阻燃剂包括磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝,所述磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝的质量比为2:(0.5-1.5):(4-8)。
优选地,所述基体材料的制备原料还包括以下质量份数的组分:
抗紫外老化剂0.5-1.5份、色浆1-2份。
优选地,所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂,所述邻苯型不饱和聚酯树脂的固含量为60%-65%,酸值为16-27mgKOH/g,25℃时的粘度为500-700m Pa·s;
所述不饱和聚酯树脂固化剂为过氧化物,所述不饱和聚酯树脂固化剂包含TBPB、BPO和BPPD;
所述环氧树脂为E51型环氧树脂,所述环氧树脂25℃时的粘度为11000-14000mPa·s,环氧当量为184-194g/mol;
所述环氧固化剂为酸酐固化剂,所述环氧固化剂25℃时的粘度为100-300m Pa·s,酸值为500-700mgKOH/g;
所述脱模剂为内脱模剂,所述脱模剂为硬脂酸盐类脱模剂、脂类脱模剂、有机磷化合物脱模剂中的一种或几种的组合;
所述低收缩剂为极性低收缩剂和非极性低收缩剂中的一种或几种的组合,所述低收缩及为PE粉、聚苯乙烯、饱和聚酯、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合;
所述抗紫外老化剂为UV-531。
本发明的另一方面提供一种上述的玻璃钢拉挤型材的制备方法,包括以下步骤:
S1. 将所述基体材料的制备原料混合,得到混合胶液;
S2. 使用所述混合胶液浸渍所述增强材料;
S3. 将浸渍有所述混合胶液的所述增强材料拉挤成型,得到所述玻璃钢拉挤型材。
本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
1.本发明的玻璃钢拉挤型材,基体材料中采用不饱和聚酯树脂和环氧树脂进行复配,不饱和聚酯树脂价格低廉,工艺性能好,机械性能一般,固化放热峰较尖锐,固化收缩率大,对于厚壁拉挤型材,易产生裂纹。而环氧树脂综合机械性能优异,固化放热峰较平缓,固化收缩率小,对于厚壁拉挤型材,不易产生裂纹,但其价格较高,且工艺性能差,制备拉挤型材时,拉挤速度较慢,因此,将二者通过合适比例复配后,不仅可以显著提高拉挤型材的机械性能,还可改善不饱和聚酯树脂的固化特性,消除拉挤型材的断面裂纹。
2.本发明的玻璃钢拉挤型材,增强材料采用了复合玻璃纤维双轴向布,复合玻璃纤维双轴向布是将玻璃纤维双轴向布与其他类型例如毡、纱等的玻璃纤维制品经粘接或缝制等方式连接在一起,形成的一体结构,相比于采用单独、分离的布、毡等玻璃纤维制品,复合玻璃纤维双轴向布的结构更规整,易铺满,不易卷边,与树脂材料进行结合时均一性更好,从而可提高玻璃钢拉挤型材的机械性能,而采用双轴向布,相比于单轴向布,工艺性更好,在操作上生产速度更快,更易控制。进一步地,复合玻璃纤维双轴向布中包含玻璃纤维双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡,其中,短切纤维纱,可增强树脂浸润时的均一性,提高其浸透性,从而提高制品的机械性能;而表面毡能使产品表面形成富树脂层,阻隔水分吸入产品中,腐蚀玻璃纤维,并且可提高产品的抗紫外线能力,延长产品寿命;本申请进一步采用玻璃纤维制成的表面毡,相比于其他类型的纤维,例如聚酯纤维,不含有其他有机物,不影响复合材料的阻燃性能。本发明还进一步通过合理设计复合玻璃纤维双轴向布中各玻璃纤维制品的面密度,及限定90°方向玻璃纤维纱含量,从而更好的提高拉挤型材的横向机械性能。
3.本发明的玻璃钢拉挤型材,采用磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝组成的协同阻燃剂,并优化三者的比例关系,在三种阻燃剂的协同作用下,可显著提高玻璃钢拉挤型材的阻燃性能,并降低阻燃剂的用量,使其满足ASTM E84标准中FSI≤25的要求,同时对其机械性能影响最小。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的一个方面提供一种玻璃钢拉挤型材,包括基体材料和增强材料:
所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂30-100份、不饱和聚酯树脂固化剂0.5-2份、环氧树脂15-55份、环氧固化剂13-50份、脱模剂0.5-3份、低收缩剂1-8份、阻燃剂20-60份;
所述增强材料包括体积比为(2-4):1的玻璃纤维和复合玻璃纤维双轴向布。
其中,复合玻璃纤维双轴向布指玻璃纤维双轴向布与其他类型的玻璃纤维制品的复合,例如可以是与短切玻璃纤维纱的复合;复合指的是不同种类的玻璃纤维材料通过粘或者缝制连接在一起,形成一体结构。玻璃纤维双轴向布是由两层不同方向玻璃纤维纱线通过化纤纱线缝制形成。具体地,玻璃纤维双轴向布例如可以是由0°和90°两层玻璃纤维纱线缝编而成的布,或其他两种不同角度纤维纱缝编而成。
本发明的玻璃钢拉挤型材,基体材料中采用不饱和聚酯树脂和环氧树脂进行复配,不饱和聚酯树脂价格低廉,工艺性能好,机械性能一般,固化放热峰较尖锐,固化收缩率大,对于厚壁拉挤型材,易产生裂纹。而环氧树脂综合机械性能优异,固化放热峰较平缓,固化收缩率小,对于厚壁拉挤型材,不易产生裂纹,但其价格较高,且工艺性能差,制备拉挤型材时,拉挤速度较慢,因此,将二者通过合适比例复配后,不仅可以显著提高拉挤型材的机械性能,还可改善不饱和聚酯树脂的固化特性,消除拉挤型材的断面裂纹。增强材料采用了复合玻璃纤维双轴向布,复合玻璃纤维双轴向布是将玻璃纤维双轴向布与其他类型例如毡、纱等的玻璃纤维制品经粘接或缝制等方式连接在一起,形成的一体结构,相比于采用单独、分离的布、毡等玻璃纤维制品,复合玻璃纤维双轴向布的结构更规整,易铺满,不易卷边,与树脂材料进行结合时均一性更好,从而可提高玻璃钢拉挤型材的机械性能,而采用双轴向布,相比于单轴向布,工艺性更好,在操作上生产速度更快,更易控制。
优选地,所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂60-70份、不饱和聚酯树脂固化剂1-1.4份、环氧树脂30-40份、环氧固化剂27-36份、脱模剂1-2份、低收缩剂3-5份、阻燃剂32-45份。
优选地,所述增强材料的体积占所述玻璃钢拉挤型材的55%-60%。
优选地,所述不饱和聚酯树脂与所述环氧树脂的质量比为(1.5-2.4):1。
经发明人大量实验尝试发现,将不饱和聚酯树脂与环氧树脂的比例控制在上述范围内时,可更好的提高玻璃钢拉挤型材的机械性能,消除拉挤型材断面裂纹。
优选地,所述增强材料包括体积比为3:1的玻璃纤维和复合玻璃纤维双轴向布。
优选地,所述复合玻璃纤维双轴向布包含:0°方向玻璃纤维纱与90°方向玻璃纤维纱构成的双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡。
本申请采用的复合玻璃纤维双轴向布中包含玻璃纤维双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡,其中,短切纤维纱,可增强树脂浸润时的均一性,提高其浸透性,从而提高制品的机械性能;而表面毡能使产品表面形成富树脂层,阻隔水分吸入产品中,腐蚀玻璃纤维,并且可提高产品的抗紫外线能力,延长产品寿命。本申请进一步采用玻璃纤维制成的表面毡,相比于其他类型的纤维,例如聚酯纤维,不含有其他有机物,不影响复合材料的阻燃性能。0°、90°方向玻璃纤维纱构成的双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡3种形式的纤维制品复合,双轴向布与短切纱、玻璃纤维表面毡通过粘或者缝制复合为一个整体,相比于单独分离的布与毡、纱,结构更规整,易铺满,不易卷边,与树脂材料进行结合时均一性更好。
优选地,所述复合玻璃纤维双轴向布的面密度为920-950g/m2,所述0°方向玻璃纤维纱的面密度为120-200g/m2;所述90°方向玻璃纤维纱的面密度为470-550g/m2;所述短切玻璃纤维纱的面密度为200-250g/m2;所述玻璃纤维表面毡的面密度为30-50g/m2。
本发明通过进一步合理设计复合玻璃纤维双轴向布中各玻璃纤维制品的面密度,可更好的提高拉挤型材的横向机械性能。
优选地,所述复合玻璃纤维双轴向布中,所述90°方向玻璃纤维纱占所述增强材料体积含量的12%-15%。通过进一步将90°方向玻璃纤维纱含量限定为上述比例,可进一步改善玻璃钢型材的横向机械性能。
优选地,所述阻燃剂包括磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝,所述磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝的质量比为2:(0.5-1.5):(4-8);更优选地,所述磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝的质量比为2:1:6。
本发明采用磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝组成的协同阻燃剂,并优化三者的比例关系,在三种阻燃剂的协同作用下,可显著提高玻璃钢拉挤型材的阻燃性能,并降低阻燃剂的用量,使其满足ASTM E84标准中FSI≤25的要求,同时对其机械性能影响最小。
优选地,所述基体材料的制备原料还包括以下质量份数的组分:
抗紫外老化剂0.5-1.5份、色浆1-2份。
优选地,所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂,所述邻苯型不饱和聚酯树脂的固含量为60%-65%,酸值为16-27mgKOH/g,25℃时的粘度为500-700m Pa·s。
优选地,所述不饱和聚酯树脂固化剂为过氧化物,所述不饱和聚酯树脂固化剂包含TBPB、BPO和BPPD;TBPB即过氧化苯甲酸叔丁酯;BPO即过氧化二苯甲酰;BPPD即过氧化二碳酸双(2-苯氧乙基)酯。
优选地,所述环氧树脂为E51型环氧树脂,所述环氧树脂25℃时的粘度为11000-14000m Pa·s,环氧当量为184-194g/mol。
优选地,所述环氧固化剂为酸酐固化剂,所述环氧固化剂25℃时的粘度为100-300m Pa·s,酸值为500-700mgKOH/g。
优选地,所述脱模剂为内脱模剂,所述脱模剂为硬脂酸盐类脱模剂、脂类脱模剂、有机磷化合物脱模剂中的一种或几种的组合。
优选地,所述低收缩剂为极性低收缩剂和非极性低收缩剂中的一种或几种的组合,所述低收缩剂为PE粉、聚苯乙烯、饱和聚酯、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合。
优选地,所述抗紫外老化剂为UV-531,主要成分为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
优选地,三氧化二锑的纯度≥99.8%。
优选地,磷酸酯25℃粘度的为15m Pa·s。
优选地,所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维。
优选地,所述玻璃纤维为规格为9600tex、4800tex、2400tex的玻璃纤维中的一种或几种的混合。
本发明的另一方面提供一种上述的玻璃钢拉挤型材的制备方法,包括以下步骤:
S1. 将所述基体材料的制备原料混合,得到混合胶液;
S2. 使用所述混合胶液浸渍所述增强材料;
S3. 将浸渍有所述混合胶液的所述增强材料拉挤成型,得到所述玻璃钢拉挤型材。
以下各实施例中所用到的原料均为市售。
实施例1
本实施例为尺寸为152.4*43*6.4的槽钢玻璃钢拉挤型材,其包括基体材料和增强材料,增强材料的体积占玻璃钢拉挤型材的55%。
基体材料的制备原料由以下质量份数的组分构成:
不饱和聚酯树脂1008A 60份、BPPD 0.24份、BPO 0.6份、TBPB 0.18份、E51型环氧树脂CYD-128 40份、环氧固化剂JHY910 36份、脱模剂1份、PE粉2份、饱和聚酯2份、磷酸酯10份、三氧化二锑5份、氢氧化铝30份、UV-531 1份、色浆1份。
其中,不饱和聚酯树脂的固含量为62%,酸值为19mgKOH/g,25℃时的粘度为550mPa·s;环氧树脂25℃时的粘度为12000m Pa·s,环氧当量为190g/mol;环氧固化剂25℃时的粘度为150m Pa·s,酸值为600mgKOH/g;
增强材料由规格为9600tex的无碱玻璃纤维纱和面密度为940g/m2的复合玻璃纤维双轴向布,二者比例为3:1。复合玻璃纤维双轴向布由0°方向玻璃纤维纱、90°方向玻璃纤维纱、短切玻璃纤维纱和玻璃纤维表面毡组成;其中,0°方向玻璃纤维纱的面密度为170g/m2;90°方向玻璃纤维纱的面密度为500g/m2;短切玻璃纤维纱的面密度为230g/m2;玻璃纤维表面毡的面密度为40g/m2,90°方向玻璃纤维纱占增强材料体积含量的13.5%。
本实施例的玻璃钢拉挤型材的制备方法,包括以下步骤:
S1. 将称量好的基体材料的制备原料各组分放入树脂桶内,采用高速搅拌机搅拌10-15分钟,充分均匀,得到混合胶液;
S2. 将混合胶液导入树脂胶槽中,充分浸渍玻璃纤维纱及复合玻璃纤维双轴向布;
S3. 启动拉挤机,将浸渍有混合胶液的增强材料垃圾成型,最后进行定长切割,得到玻璃钢拉挤型材。
实施例2
本实施例为尺寸为152.4*43*6.4的槽钢玻璃钢拉挤型材,其包括基体材料和增强材料,增强材料的体积占玻璃钢拉挤型材的57%。
基体材料的制备原料由以下质量份数的组分构成:
不饱和聚酯树脂1008A 70份、BPPD 0.28份、BPO 0.7份、TBPB 0.21份、E51型环氧树脂CYD-128 30份、环氧固化剂JHY910 27份、脱模剂1份、PE粉3份、聚醋酸乙烯酯2份、磷酸酯8份、三氧化二锑4份、氢氧化铝25份、UV-531 1份、色浆1份。
其中,不饱和聚酯树脂的固含量为62%,酸值为19mgKOH/g,25℃时的粘度为550mPa·s;环氧树脂25℃时的粘度为12000m Pa·s,环氧当量为190g/mol;环氧固化剂25℃时的粘度为150m Pa·s,酸值为600mgKOH/g;
增强材料由规格为9600tex的无碱玻璃纤维纱和面密度为940g/m2的复合玻璃纤维双轴向布,二者比例为3.11:1。复合玻璃纤维双轴向布由0°方向玻璃纤维纱、90°方向玻璃纤维纱、短切玻璃纤维纱和玻璃纤维表面毡组成;其中,0°方向玻璃纤维纱的面密度为160g/m2;90°方向玻璃纤维纱的面密度为520g/m2;短切玻璃纤维纱的面密度为210g/m2;玻璃纤维表面毡的面密度为50g/m2,90°方向玻璃纤维纱占增强材料体积含量的13.6%。
本实施例的玻璃钢拉挤型材的制备方法,包括以下步骤:
S1. 将称量好的基体材料的制备原料各组分放入树脂桶内,采用高速搅拌机搅拌10-15分钟,充分均匀,得到混合胶液;
S2. 将混合胶液导入树脂胶槽中,充分浸渍玻璃纤维纱及复合玻璃纤维双轴向布;
S3. 启动拉挤机,将浸渍有混合胶液的增强材料垃圾成型,最后进行定长切割,得到玻璃钢拉挤型材。
实施例3
本实施例为尺寸为152.4*43*6.4的槽钢玻璃钢拉挤型材,其包括基体材料和增强材料,增强材料的体积占玻璃钢拉挤型材的60%。
基体材料的制备原料由以下质量份数的组分构成:
不饱和聚酯树脂1008A 65份、BPPD 0.26份、BPO 0.65份、TBPB 0.2份、E51型环氧树脂CYD-128 35份、环氧固化剂JHY910 32份、脱模剂2份、PE粉2份、聚醋酸乙烯酯1份、磷酸酯12份、三氧化二锑6份、氢氧化铝36份、UV-531 0.5份、色浆2份。
其中,不饱和聚酯树脂的固含量为62%,酸值为19mgKOH/g,25℃时的粘度为550mPa·s;环氧树脂25℃时的粘度为12000m Pa·s,环氧当量为190g/mol;环氧固化剂25℃时的粘度为150m Pa·s,酸值为600mgKOH/g;
增强材料由规格为9600tex的无碱玻璃纤维纱和面密度为930g/m2的复合玻璃纤维双轴向布,二者比例为3.33:1。复合玻璃纤维双轴向布由0°方向玻璃纤维纱、90°方向玻璃纤维纱、短切玻璃纤维纱和玻璃纤维表面毡组成;其中,0°方向玻璃纤维纱的面密度为180g/m2;90°方向玻璃纤维纱的面密度为480g/m2;短切玻璃纤维纱的面密度为230g/m2;玻璃纤维表面毡的面密度为40g/m2,90°方向玻璃纤维纱占玻璃钢拉挤型材体积含量的12%。
本实施例的玻璃钢拉挤型材的制备方法,包括以下步骤:
S1. 将称量好的基体材料的制备原料各组分放入树脂桶内,采用高速搅拌机搅拌10-15分钟,充分均匀,得到混合胶液;
S2. 将混合胶液导入树脂胶槽中,充分浸渍玻璃纤维纱及复合玻璃纤维双轴向布;
S3. 启动拉挤机,将浸渍有混合胶液的增强材料垃圾成型,最后进行定长切割,得到玻璃钢拉挤型材。
实施例4
本实施例的玻璃钢拉挤型材,与实施例1的区别为基体材料的制备原料中不饱和聚酯树脂1008A为80份,E51型环氧树脂为20份,制备方法及其余制备原料均与实施例1相同。
实施例5
本实施例的玻璃钢拉挤型材,与实施例1的区别为基体材料的制备原料中,阻燃剂为氢氧化铝60份,制备方法及其余制备原料均与实施例1相同。
实施例6
本实施例的玻璃钢拉挤型材,与实施例1的区别为基体材料的制备原料中,阻燃剂为磷酸酯5份、三氧化二锑10份、氢氧化铝40份,制备方法及其余制备原料均与实施例1相同。
实施例7
本实施例的玻璃钢拉挤型材,与实施例1的区别为增强材料中,复合双轴向布面密度为940g/m2,0°方向玻璃纤维纱的面密度为340g/m2;90°方向玻璃纤维纱的面密度为340g/m2;短切玻璃纤维纱的面密度为220g/m2;玻璃纤维表面毡的面密度为40g/m2,制备方法及其余制备原料均与实施例1相同。
对比例
本对比例的玻璃钢拉挤型材,与实施例1的区别为增强材料采用无碱玻璃纤维纱、双轴向布、玻璃纤维表面毡,三者为分离的未复合为一体,三种纤维材料的面密度与实施例1中相同,制备方法及其余制备原料均与实施例1相同。
玻璃钢拉挤型材性能测定
对上述各实施例及对比例得到的玻璃钢拉挤型材的机械性能、阻燃性能、耐老化性能进行测定。拉伸强度测试方法参照标准ASTM D638;压缩强度测试方法参照标准ASTMD6641;弯曲强度测试方法参照标准ASTM D790;短梁剪切强度测试方法参照标准ASTMD2344;承载强度测试方法参照标准ASTM D953;缺口冲击强度测试方法参照标准ASTMD256;火焰传播指数测试方法参照标准ASTM E84。测试结果如下表1所示。由以下实验结果可以看出,相比于对比例,本申请各实施例的玻璃钢拉挤型材均获得了较好的机械性能和阻燃性能。其中,实施例4与实施例1相比,不饱和聚酯树脂与环氧树脂的比例不同,而实施例4的玻璃钢拉挤型材机械性能不如实施例1,尤其是横向压缩强度和承载强度,纵向短梁剪切强度较低;实施例5的阻燃剂未采用协同阻燃剂,其玻璃钢拉挤型材的阻燃性能能够达到要求,但为了获得相近的阻燃效果,其所需加入的阻燃剂的量较大,因而对其机械性能产生了负面影响,使其机械性能同实施例1相比,呈现大幅下降;实施例6的阻燃剂采用了协同阻燃剂,但三种阻燃剂的比例与实施例1不同,其玻璃钢拉挤型材的阻燃性能能够达到要求,但为了获得相近的阻燃效果,其所需加入的阻燃剂的量较大,因而对其机械性能产生了负面影响,使其机械性能同实施例1相比,呈现大幅下降;实施例7中复合双轴向布中各种制品的面密度与实施例1不同,其压缩强度和承载强度不如实施例1。其中,实施例1-3为优选的实施方式,实施例1-3所制备得到的玻璃钢拉挤型材,机械性能满足冷却塔用玻璃钢CTISTD-137标准的要求,阻燃性能满足ASTM E84标准中FSI≤25要求。
表1
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种玻璃钢拉挤型材,包括基体材料和增强材料,其特征在于:
所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂30-100份、不饱和聚酯树脂固化剂0.5-2份、环氧树脂15-55份、环氧固化剂13-50份、脱模剂0.5-3份、低收缩剂1-8份、阻燃剂20-60份;
所述增强材料包括体积比为(2-4):1的玻璃纤维和复合玻璃纤维双轴向布;
所述复合玻璃纤维双轴向布包含:0°方向玻璃纤维纱与90°方向玻璃纤维纱构成的双轴向布、短切玻璃纤维纱、玻璃纤维表面毡;
所述复合玻璃纤维双轴向布的面密度为920-950g/m2;所述0°方向玻璃纤维纱的面密度为120-200g/m2;所述90°方向玻璃纤维纱的面密度为470-550g/m2;所述短切玻璃纤维纱的面密度为200-250g/m2;所述玻璃纤维表面毡的面密度为30-50g/m2;
所述阻燃剂包括磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝,所述磷酸酯、三氧化二锑和氢氧化铝的质量比为2:(0.5-1.5):(4-8)。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于,所述基体材料的制备原料包括以下质量份数的组分:
不饱和聚酯树脂60-70份、不饱和聚酯树脂固化剂1-1.4份、环氧树脂30-40份、环氧固化剂27-36份、脱模剂1-2份、低收缩剂3-5份、阻燃剂32-45份。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于:
所述增强材料的体积占所述玻璃钢拉挤型材的55%-60%。
4.根据权利要求2所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于:
所述不饱和聚酯树脂与所述环氧树脂的质量比为(1.5-2.4):1。
5.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于:
所述90°方向玻璃纤维纱占所述增强材料的体积含量的12%-15%。
6.根据权利要求1所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于,所述基体材料的制备原料还包括以下质量份数的组分:
抗紫外老化剂0.5-1.5份、色浆1-2份。
7.根据权利要求6所述的玻璃钢拉挤型材,其特征在于:
所述不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂,所述邻苯型不饱和聚酯树脂的固含量为60%-65%,酸值为16-27mgKOH/g,25℃时的粘度为500-700m Pa·s;
所述不饱和聚酯树脂固化剂为过氧化物,所述不饱和聚酯树脂固化剂包含TBPB、BPO和BPPD;
所述环氧树脂为E51型环氧树脂,所述环氧树脂25℃时的粘度为11000-14000m Pa·s,环氧当量为184-194g/mol;
所述环氧固化剂为酸酐固化剂,所述环氧固化剂25℃时的粘度为100-300m Pa·s,酸值为500-700mgKOH/g;
所述脱模剂为内脱模剂,所述脱模剂为硬脂酸盐类脱模剂、脂类脱模剂、有机磷化合物脱模剂中的一种或几种的组合;
所述低收缩剂为极性低收缩剂和非极性低收缩剂中的一种或几种的组合,所述低收缩剂为PE粉、聚苯乙烯、饱和聚酯、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种的组合;
所述抗紫外老化剂为UV-531。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的玻璃钢拉挤型材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1. 将所述基体材料的制备原料混合,得到混合胶液;
S2. 使用所述混合胶液浸渍所述增强材料;
S3. 将浸渍有所述混合胶液的所述增强材料拉挤成型,得到所述玻璃钢拉挤型材。
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