本發明涉及一種模塑料及其制備方法，尤其是涉及一種連續定向玻璃纖維增強耐熱水片狀模塑料及其制備方法，它屬于復合材料領域。

背景技術：

片狀模塑料技術最早起源于上世紀60年代的西德，是一種外觀呈固態的復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脂、低收縮劑樹脂、填料、玻璃纖維，常見輔助材料還包括引發劑、阻聚劑、內脫模劑、色漿、增稠劑等。使用片狀模塑料生產機組對上述材料進行樹脂糊的混配與玻璃纖維的復合，即可得到片狀“三明治”結構。通過該技術特有的不飽和聚酯樹脂與增稠劑的增稠反應，該“三明治”結構經過在特定溫度下24-96小時的“熟化”工序，可由原來的糊狀物轉變成一種可裁切、可擺放的固態片狀物。如將該材料置于具有特定結構的模具型腔內，物料會在高溫下受熱變軟、進而在高壓下流動充滿模具型腔，在發生交聯固化反應后即可脫模得到固體制品。

相比其它玻璃纖維增強樹脂基復合材料，片狀模塑料技術具有如下優點：材料可以流動、因此可一次成型具有復雜精細結構的產品；產品比強度/比模量高、結合優質模具表面可達到金屬般的表面光亮度/平整度；可直接成型內著色產品而無需二次噴漆；耐腐蝕性、阻燃性優異；同時可根據需要進行配方設計以得到具備特定需求的制品。正因為具有上述優點，該技術對應的模壓產品在軌道交通、汽車/火車部件、電器產品、建材等領域得到了廣泛的應用。

常規的片狀模塑料通常100%使用短切玻璃纖維增強，這可保證材料具有良好的流動性、因而可成型具有復雜結構的產品；但也使得相應制品的強度尤其是沖擊強度遠不如采用連續纖維增強的制品、難以用在需要承受較大載荷的結構件領域。如能保留材料的良好的操作性與固化特性，改為使用連續纖維增強、則可大幅提高最終制品的強度。對于某些需要耐熱水的應用場合，比如高端衛浴領域或海水處理領域，如能使用連續纖維增強、同時使得材料具有良好的耐熱水性，則此類材料有望作為主承載的結構件得到良好的應用。

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，但偏重于材料成型工藝的改進與阻燃性能，并未涉及材料耐熱水性的改善。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種在保留連續定向玻璃纖維增強片狀模塑料良好的強度的基礎上，通過合理的制備配方制作出耐熱水性相比常規片料有明顯改善、質量穩定的片狀模塑料的連續定向玻璃纖維增強耐熱水片狀模塑料及其制備方法。

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量份的物質：不飽和聚酯樹脂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，引發劑0.6-1.6份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.6-2.0份，內脫模劑2.0-6.0份，加工助劑0-2.0份。

作為優選，本發明所述不飽和聚酯樹脂為間苯樹脂或乙烯基樹脂的一種或兩種的混合。

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碳酸鈣或氫氧化鋁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12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:7-7:1。

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

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。

作為優選，本發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均為德國畢克化學生產的。

為了使得片狀模塑料呈現不同的顏色，可以在制備過程中加入各種顏料糊或色漿。

本發明還提供一種連續定向玻璃纖維增強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、將不飽和聚酯樹脂、低收縮劑、苯乙烯、填料、引發劑、阻聚劑、內脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進行充分攪拌混合得到樹脂糊；

b、將增稠劑與載體樹脂混合，得到增稠劑糊；

c、將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后，經過浸漬和壓實過程得到片材；

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

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：1、由于使用連續定向玻璃纖維配合部分短切玻璃纖維進行增強，所得片狀模塑料相比常規的全部使用短切玻璃纖維增強的片狀模塑料，在力學性能上有顯著提高；2、由于配方的優化，所得片狀模塑料對應的模壓制品在耐熱水性能上相比常規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℃的純凈水中連續煮400h，平板表面無尺寸在1mm以上的鼓泡、且力學性能保留率在85%以上。使用常規片狀模塑料成型的平板經相同的處理后，平板表面鼓泡數量通常多于5個、尺寸通常在5-10mm且相應區域的內部出現分層、力學性能保留率不到60%。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

本實施例連續定向玻璃纖維增強耐熱水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，引發劑0.6-1.6份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.6-2.0份，內脫模劑2.0-6.0份，加工助劑0-2.0份。

本實施例中的不飽和聚酯樹脂為間苯樹脂或乙烯基樹脂的一種或任意兩種的混合。

本實施例中的低收縮劑樹脂為聚苯乙烯、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。

本實施例中的玻璃纖維為無堿連續玻璃纖維與短切長度12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:7-7:1。

本實施例中的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）的一種。

本實施例中的阻聚劑為對苯醌。

本實施例中的內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；加工助劑為德國畢克化學生產的BYK996或BYK972的一種或兩種的混合物。

為了使得片狀模塑料呈現不同的顏色，可以在制備過程中加入各種顏料糊（色漿）。

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

a、將不飽和聚酯樹脂、低收縮劑、苯乙烯、填料、引發劑、阻聚劑、內脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進行充分攪拌混合得到樹脂糊。

b、將增稠劑與載體樹脂混合，得到增稠劑糊。

c、將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材。

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

實施例1：

準備間苯樹脂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（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.0 kg，對苯醌粉末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，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為88 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在45℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強耐熱水片狀模塑料。

實施例2：

準備乙烯基酯樹脂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（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）0.88 kg，對苯醌粉末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，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為65 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強耐熱水片狀模塑料。

實施例3：

準備間苯樹脂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（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為4:1），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.1 kg，對苯醌粉末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，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為79 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在43℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強耐熱水片狀模塑料。

比較例：

準備鄰苯樹脂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），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）1.0 kg，對苯醌粉末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，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為95 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與短切玻璃纖維復合、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在45℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到常規短切纖維增強片狀模塑料。

將實施例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。其余平板雙面浸泡入93℃的純凈水中，于恒溫水浴槽內連續水煮400小時后取出洗凈、觀察外觀情況并與基準板對比。之后按照GB/T 1447、GB/T 1449、GB/T 1451規定分別使用水煮實驗前后的平板進行制樣，并測試其拉伸強度、彎曲強度與沖擊強度。其結果如下：

可以看出，使用連續定向纖維增強的耐水煮片狀模塑料（實施例1），強度明顯高于全短切纖維增強的常規片狀模塑料（比較例）。同時經93℃純凈水連續煮400小時后，使用連續定向纖維增強的耐水煮片狀模塑料（實施例1）的力學性能保留率均明顯高于全短切纖維增強的常規片狀模塑料（比較例），制品外觀情況也明顯更優。

在以上各個實施例中，為了使得片狀模塑料呈現不同的顏色，可以在制備過程中加入各種顏料糊。

通過上述闡述，本領域的技術人員已能實施。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。