本發(fā)明涉及一種模塑料及其制備方法，尤其是涉及一種連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料及其制備方法，它屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

片狀模塑料技術(shù)最早起源于上世紀(jì)60年代的西德，是一種外觀呈固態(tài)的復(fù)合材料模壓成型用中間體材料。片狀模塑料的主要成分為不飽和聚脂樹(shù)脂、低收縮劑樹(shù)脂、填料、玻璃纖維，常見(jiàn)輔助材料還包括引發(fā)劑、阻聚劑、內(nèi)脫模劑、色漿、增稠劑等。使用片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組對(duì)上述材料進(jìn)行樹(shù)脂糊的混配與玻璃纖維的復(fù)合，即可得到片狀“三明治”結(jié)構(gòu)。通過(guò)該技術(shù)特有的不飽和聚酯樹(shù)脂與增稠劑的增稠反應(yīng)，該“三明治”結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)在特定溫度下24-96小時(shí)的“熟化”工序，可由原來(lái)的糊狀物轉(zhuǎn)變成一種可裁切、可擺放的固態(tài)片狀物。如將該材料置于具有特定結(jié)構(gòu)的模具型腔內(nèi)，物料會(huì)在高溫下受熱變軟、進(jìn)而在高壓下流動(dòng)充滿模具型腔，在發(fā)生交聯(lián)固化反應(yīng)后即可脫模得到固體制品。

相比其它玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料，片狀模塑料技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：材料可以流動(dòng)、因此可一次成型具有復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品；產(chǎn)品比強(qiáng)度/比模量高、結(jié)合優(yōu)質(zhì)模具表面可達(dá)到金屬般的表面光亮度/平整度；可直接成型內(nèi)著色產(chǎn)品而無(wú)需二次噴漆；耐腐蝕性、阻燃性優(yōu)異；同時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行配方設(shè)計(jì)以得到具備特定需求的制品。正因?yàn)榫哂猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，該技術(shù)對(duì)應(yīng)的模壓產(chǎn)品在軌道交通、汽車(chē)/火車(chē)部件、電器產(chǎn)品、建材等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

常規(guī)的片狀模塑料通常100%使用短切玻璃纖維增強(qiáng)，這可保證材料具有良好的流動(dòng)性、因而可成型具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品；但也使得相應(yīng)制品的強(qiáng)度尤其是沖擊強(qiáng)度遠(yuǎn)不如采用連續(xù)纖維增強(qiáng)的制品、難以用在需要承受較大載荷的結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域。如能保留材料的良好的操作性與固化特性，改為使用連續(xù)纖維增強(qiáng)、則可大幅提高最終制品的強(qiáng)度。對(duì)于某些需要耐熱水的應(yīng)用場(chǎng)合，比如高端衛(wèi)浴領(lǐng)域或海水處理領(lǐng)域，如能使用連續(xù)纖維增強(qiáng)、同時(shí)使得材料具有良好的耐熱水性，則此類(lèi)材料有望作為主承載的結(jié)構(gòu)件得到良好的應(yīng)用。

公開(kāi)日為2010年04月21日，公開(kāi)號(hào)為CN101696320A的中國(guó)專(zhuān)利中，公開(kāi)了一種名稱為“一種連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片狀模塑料”的發(fā)明專(zhuān)利。該專(zhuān)利提供的連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯片狀模塑料雖采用連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)，但偏重于材料成型工藝的改進(jìn)與阻燃性能，并未涉及材料耐熱水性的改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種在保留連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)片狀模塑料良好的強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理的制備配方制作出耐熱水性相比常規(guī)片料有明顯改善、質(zhì)量穩(wěn)定的片狀模塑料的連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料及其制備方法。

本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：該連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料，其特征在于：所述模塑料的配方包含如下質(zhì)量份的物質(zhì)：不飽和聚酯樹(shù)脂50-90份，低收縮劑10-50份，苯乙烯0-10份，填料30-160份，玻璃纖維50-130份，引發(fā)劑0.6-1.6份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.6-2.0份，內(nèi)脫模劑2.0-6.0份，加工助劑0-2.0份。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述不飽和聚酯樹(shù)脂為間苯樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂的一種或兩種的混合。

作為優(yōu)選，本發(fā)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(yōu)選，本發(fā)明所述填料采用碳酸鈣或氫氧化鋁的一種或兩種的混合。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述玻璃纖維為無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維與短切長(zhǎng)度12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:7-7:1。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）或叔丁過(guò)氧化碳酸異丙酯（BIC-75）的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述阻聚劑為對(duì)苯醌。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述內(nèi)脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣的一種或兩種的混合物。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂的一種或兩種的混合物；加工助劑為BYK996或BYK972的一種或兩種的混合物。該BYK996或BYK972均為德國(guó)畢克化學(xué)生產(chǎn)的。

為了使得片狀模塑料呈現(xiàn)不同的顏色，可以在制備過(guò)程中加入各種顏料糊或色漿。

本發(fā)明還提供一種連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料及其制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、苯乙烯、填料、引發(fā)劑、阻聚劑、內(nèi)脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌系玫綐?shù)脂糊；

b、將增稠劑與載體樹(shù)脂混合，得到增稠劑糊；

c、將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與連續(xù)定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復(fù)合后，經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材；

d、將片材在一定溫度下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到一定范圍后，即得到連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：1、由于使用連續(xù)定向玻璃纖維配合部分短切玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)，所得片狀模塑料相比常規(guī)的全部使用短切玻璃纖維增強(qiáng)的片狀模塑料，在力學(xué)性能上有顯著提高；2、由于配方的優(yōu)化，所得片狀模塑料對(duì)應(yīng)的模壓制品在耐熱水性能上相比常規(guī)片狀模塑料制品有明顯的提高。使用該模塑料壓制200mmx200mmx4mm尺寸的平板并浸泡入93℃的純凈水中連續(xù)煮400h，平板表面無(wú)尺寸在1mm以上的鼓泡、且力學(xué)性能保留率在85%以上。使用常規(guī)片狀模塑料成型的平板經(jīng)相同的處理后，平板表面鼓泡數(shù)量通常多于5個(gè)、尺寸通常在5-10mm且相應(yīng)區(qū)域的內(nèi)部出現(xiàn)分層、力學(xué)性能保留率不到60%。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

本實(shí)施例連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料的配方包含如下質(zhì)量份的物質(zhì)：不飽和聚酯樹(shù)脂50-90份，低收縮劑10-50份，苯乙烯0-10份，填料30-160份，玻璃纖維50-130份，引發(fā)劑0.6-1.6份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.6-2.0份，內(nèi)脫模劑2.0-6.0份，加工助劑0-2.0份。

本實(shí)施例中的不飽和聚酯樹(shù)脂為間苯樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂的一種或任意兩種的混合。

本實(shí)施例中的低收縮劑樹(shù)脂為聚苯乙烯、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。

本實(shí)施例中的填料為碳酸鈣、氫氧化鋁的一種或任意兩種的混合。

本實(shí)施例中的玻璃纖維為無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維與短切長(zhǎng)度12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:7-7:1。

本實(shí)施例中的引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）、叔丁過(guò)氧化碳酸異丙酯（BIC-75）的一種。

本實(shí)施例中的阻聚劑為對(duì)苯醌。

本實(shí)施例中的內(nèi)脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣的一種或兩種的混合物。

本實(shí)施例中的增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂的一種或兩種的混合物；加工助劑為德國(guó)畢克化學(xué)生產(chǎn)的BYK996或BYK972的一種或兩種的混合物。

為了使得片狀模塑料呈現(xiàn)不同的顏色，可以在制備過(guò)程中加入各種顏料糊（色漿）。

本實(shí)施例還提供了連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料的制備方法，包括以下步驟：

a、將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、苯乙烯、填料、引發(fā)劑、阻聚劑、內(nèi)脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌系玫綐?shù)脂糊。

b、將增稠劑與載體樹(shù)脂混合，得到增稠劑糊。

c、將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與連續(xù)定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復(fù)合后、經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材。

d、將片材在一定溫度下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到一定范圍后，即得到連續(xù)定向玻璃纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料。

實(shí)施例1：

準(zhǔn)備間苯樹(shù)脂75 kg，聚苯乙烯25 kg，苯乙烯5 kg，碳酸鈣100 kg，聚乙烯微粉4 kg，玻璃纖維25 kg（連續(xù)定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），叔丁過(guò)氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.0 kg，對(duì)苯醌粉末0.04 kg，氧化鎂粉末1.3 kg，硬脂酸鋅4.2 kg，BYK996助劑0.3 kg，BYK972助劑0.8 kg。

將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進(jìn)行充分混合得到樹(shù)脂糊，樹(shù)脂糊粘度約為88 P；將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與連續(xù)定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復(fù)合、經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材；將片材在45℃下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到350-450后，即得到連續(xù)定向纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料。

實(shí)施例2：

準(zhǔn)備乙烯基酯樹(shù)脂52 kg，聚甲基丙烯酸甲酯28 kg，苯乙烯2.4 kg，氫氧化鋁80 kg，聚乙烯微粉3.2 kg，玻璃纖維21.6 kg（連續(xù)定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）0.88 kg，對(duì)苯醌粉末0.024 kg，氧化鎂粉末1.04 kg，硬脂酸鋅3.68 kg，BYK996助劑0.40 kg，BYK972助劑0.8 kg。

將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進(jìn)行充分混合得到樹(shù)脂糊，樹(shù)脂糊粘度約為65 P；將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與連續(xù)定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復(fù)合后、經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到350-450后，即得到連續(xù)定向纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料。

實(shí)施例3：

準(zhǔn)備間苯樹(shù)脂77 kg，聚苯乙烯22 kg，聚甲基丙烯酸甲酯11 kg，苯乙烯7.7 kg，聚乙烯微粉 5.5 kg，氫氧化鋁55 kg，碳酸鈣55 kg，玻璃纖維24.2 kg（連續(xù)定向纖維與25mm短切纖維用量比為4:1），叔丁過(guò)氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.1 kg，對(duì)苯醌粉末0.044 kg，氧化鎂粉末1.21 kg，硬脂酸鋅5.5 kg，BYK996助劑0.55 kg，BYK972助劑1.1 kg。

將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進(jìn)行充分混合得到樹(shù)脂糊，樹(shù)脂糊粘度約為79 P；將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與連續(xù)定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復(fù)合后、經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材；將片材在43℃下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到350-450后，即得到連續(xù)定向纖維增強(qiáng)耐熱水片狀模塑料。

比較例：

準(zhǔn)備鄰苯樹(shù)脂75 kg，飽和聚酯25 kg，苯乙烯5 kg，碳酸鈣100 kg，玻璃纖維25 kg（全部為25mm短切纖維），叔丁過(guò)氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.0 kg，對(duì)苯醌粉末0.04 kg，氧化鎂粉末1.3 kg，硬脂酸鋅4.4 kg，BYK996助劑0.1 kg，BYK972助劑0.7 kg。

將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進(jìn)行充分混合得到樹(shù)脂糊，樹(shù)脂糊粘度約為95 P；將樹(shù)脂糊和增稠劑糊同時(shí)通過(guò)片狀模塑料生產(chǎn)機(jī)組的在線混合系統(tǒng)混合，再與短切玻璃纖維復(fù)合、經(jīng)過(guò)浸漬和壓實(shí)過(guò)程得到片材；將片材在45℃下放置熟化，待壓入硬度達(dá)到350-450后，即得到常規(guī)短切纖維增強(qiáng)片狀模塑料。

將實(shí)施例1以及比較例制備的片狀模塑料分別壓制200mmx200mmx4mm平板共2組，每組保留1半試樣不作水煮、以作為比較基準(zhǔn)。其余平板雙面浸泡入93℃的純凈水中，于恒溫水浴槽內(nèi)連續(xù)水煮400小時(shí)后取出洗凈、觀察外觀情況并與基準(zhǔn)板對(duì)比。之后按照GB/T 1447、GB/T 1449、GB/T 1451規(guī)定分別使用水煮實(shí)驗(yàn)前后的平板進(jìn)行制樣，并測(cè)試其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度。其結(jié)果如下：

可以看出，使用連續(xù)定向纖維增強(qiáng)的耐水煮片狀模塑料（實(shí)施例1），強(qiáng)度明顯高于全短切纖維增強(qiáng)的常規(guī)片狀模塑料（比較例）。同時(shí)經(jīng)93℃純凈水連續(xù)煮400小時(shí)后，使用連續(xù)定向纖維增強(qiáng)的耐水煮片狀模塑料（實(shí)施例1）的力學(xué)性能保留率均明顯高于全短切纖維增強(qiáng)的常規(guī)片狀模塑料（比較例），制品外觀情況也明顯更優(yōu)。

在以上各個(gè)實(shí)施例中，為了使得片狀模塑料呈現(xiàn)不同的顏色，可以在制備過(guò)程中加入各種顏料糊。

通過(guò)上述闡述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已能實(shí)施。

此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說(shuō)明。凡依據(jù)本發(fā)明專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。