一种片状模塑料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种片状模塑料，所述片状模塑料按重量份数计含有以下原料组分：改性不饱和聚酯树脂15～40份、低收缩添加剂4～10份、改性碳酸钙20～50份、氢氧化铝20～50份、脱模剂0.8～1.2份、增稠剂0.2～0.4份、固化剂0.1～0.4份、连续定向玻璃纤维8～12份和短切玻璃纤维15～25份。本发明专利技术的片状模塑料具有很高的机械强度而且具有很好的耐高压、耐漏电性、耐燃性及热变形温度高等优异性能，其拉伸强度在170MPa以上，弯曲强度在250MPa以上，冲击强度(无缺口)在170KJ/m2以上，可应用于风力发电的大型叶片，能经受住恶劣环境条件和随即负载的考验，保证机组长期稳定地运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合绝缘材料制备领域，涉及一种片状模塑料(Sheet MoldingCompound，SMC)及其制备方法，尤其涉及一种高强度连续定向玻璃纤维增强的高强度片状模塑料及其制备方法。
技术介绍
近年来，全球对节能环保和清洁能源越来越重视，其中风电作为最具规模应用优势的可再生能源之一，在全球得到快速增长，中国成为增长速度最快的国家，目前，风力发电在我国新疆、内蒙古、东三省、冀北和山东等地区建设了大型现代风电基地以及配套输出工程，未来将以南方和中东部地区为重点，大力发展分散式风电，稳步发展海上风电，从而将带动风电叶片、轮毂、机舱罩、导流罩等复合材料制品的发展。经过前期市场竞争和洗牌，风力发电逐渐向大功率机组发展，从而要求叶片越来越长，扫风面积更大，并通过结构优化设计，实现叶片低载荷和高效率相结合。风电叶片越大，对强度的要求就越高，模塑料材料是目前制造风电叶片的主要材料，有必要提高模塑料材料的强度，来适应风电行业的发展要求。模塑料主要包含片状模塑料SMC，是上个世纪60年代发展起来的以玻璃纤维增强的树脂基复合材料。它是以不同规格不饱和聚酯树脂为粘合剂，以无碱玻璃纤维为增强材料，并加入填料及各种添加剂，经专业设备加工得到的，属于热固性模塑料。它具有强度高、重量轻、耐腐蚀和电绝缘等特点，而且具有性能设计自由度大，加工方便的优点，是全球最广泛的复合材料之一，广泛应用于轨道交通、家居建筑、电工电器、公共设施汽车制造等各种领域。为了
获得高性能的SMC复合材料，近几年来国内外许多企业和研究部门对树脂及纤维的特性进行研究，以期获得优异性能的材料。但是，仍然没有开发出能够满足大风电叶片使用的高机械强度的SMC材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种片状模塑料及其制备方法，本专利技术的片状模塑料具有高强度而且具有很好的耐高压、耐漏电性、耐燃性及热变形温度高等优异性能，其拉伸强度在170MPa以上，弯曲强度在250MPa以上，冲击强度(无缺口)在170KJ/m2以上，可应用于风力发电的大型叶片，能经受住恶劣环境条件和随即负载的考验，保证机组长期稳定地运行。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述“连续定向玻璃纤维”，是连续玻璃纤维中的一种，其中的玻璃纤维分子定向排列。第一方面，本专利技术提供一种片状模塑料，所述片状模塑料按重量份数计含有以下原料组分：所述改性不饱和聚酯树脂的重量份数为15～40份，例如可为15份、18份、20份、23份、26份、30份、33份、35份或40份等。所述低收缩添加剂的重量份数为4～10份，例如可为4份、6份、7份、8份、8.5份或10份等。低收缩添加剂(Low Shrinkage Addictive，LSA)是指能够降低在加工成型的过程中树脂收缩率的一类添加剂。所述改性碳酸钙的重量份数为20～50份，例如可为20份、23份、25份、27份、30份、32份、36份、40份、43份、47份或50份等。所述氢氧化铝的重量份数为20～50份，例如可为20份、25份、28份、30份、32.5份、35份、40份、43份或50份等。所述脱模剂的重量份数为0.8～1.2份，例如可为0.8份、0.9份、1份、1.1份或1.2份等。所述固化剂的重量份数为0.1～0.4份，例如可为0.1份、0.2份、0.3份或0.4份等。所述连续定向玻璃纤维的重量份数为8～12份，例如可为8份、9份、10份、10.5份、11份或12份等。所述短切玻璃纤维的重量份数为15～25份，例如可为15份、17份、19份、22份、23份或25份等。所述增稠剂的重量份数为0.2～0.4份，例如可为0.2份、0.25份、0.3份或0.4份等。优选地，所述不饱和聚酯树脂是以有机蒙脱土和/或气相白炭黑作为改性剂，对不饱和聚酯树脂进行改性而得到的。本专利技术中采用有机蒙脱土和/或气相白炭黑作为改性剂，对不饱和聚酯树脂进行改性的方法，可以采用现有技术中的改性方法，例如：SMC/BMC用不饱和聚酯提高玻纤浸润的改性和研究，玻璃钢/复合材料，2009年第3期。本专利技术中，所述“有机蒙脱土和/或气相白炭黑”指：可以是有机蒙脱土，或者是气相白炭黑，还可以是有机蒙脱土和气相白炭黑的混合物。本专利技术中的有机蒙脱土可以是市售的有机蒙脱土，也可以是采用现有技术的方法制备得到的有机蒙脱土，例如可以采用文献“有机蒙脱土的制备及插层剂的选择，王慧敏，邹旭华，李林林等，精细石油化工，2004年1月第1期”中公开的方法制备。优选地，所述改性不饱和聚酯树脂的粘度为1350mPa·s。本专利技术中，通过在片状模塑料的原料组分中加入合适量的改性的不饱和聚酯树脂，可以在制备过程中对连续定向玻璃纤维和短切玻璃纤维起到优良的浸润性，并进而提高片状模塑料的机械强度。优选地，所述改性碳酸钙是以硅烷偶联剂作为改性剂，对碳酸钙进行改性而得到的。本专利技术中采用硅烷偶联剂作为改性剂，对碳酸钙进行改性的方法，可以采用现有技术中的改性方法，例如：将干燥的碳酸钙填料加入混合机中，同时加入硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，搅拌60min，然后放入40℃的烘箱中恒温3小时。本专利技术中，通过在片状模塑料的原料组分中添加合适质量的硅烷偶联剂改性的碳酸钙，提高了得到的片状模塑料的机械强度，并使材料充模能力优异，且产品表面光亮。作为本专利技术所述片状模塑料的优选技术方案，一种片状模塑料，所述片状
模塑料按重量份数计含有以下原料组分：优选地，所述低收缩添加剂是以聚苯乙烯、苯乙烯和阻聚剂为原料，反应制备得到的。优选地，所述低收缩添加剂的制备方法为：将聚苯乙烯、苯乙烯和阻聚剂在不超过30℃条件下反应8h，得到低收缩添加剂。优选地，所述氢氧化铝的粒径为7～9μm，例如可为7μm、7.5μm、8μm、8.5μm或9μm等。优选地，所述脱模剂为硬脂酸钙粉末，所述硬脂酸钙粉末的粒径优选为200目。优选地，所述增稠剂为氧化镁，优选为液体氧化镁，液体氧化镁易分散，不会产生粉尘，有利于改善树脂糊的粘度，便于加工且有利于提高得到的片状模塑料的机械强度。优选地，所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。优选地，所述过氧化苯甲酸叔丁酯的纯度在98％以上；。优选地，所述过氧化苯甲酸叔丁酯的半衰期分解温度为104℃(10小时)。优选地，所述片状模塑料按重量份数计还可以包括以下原料组分：抗氧化剂、工艺助剂或颜料中的任意一种或至少两种的混合物。优选地，所述抗氧化剂的重量份数为0.1～0.3份，例如可为0.1份、0.2份、0.25份或0.3份等。优选地，所述工艺助剂的重量份数为0.5～1份，例如可为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.85份或1份等。优选地，所述颜料的重量份数为2～4份，例如可为2份、2.2份、2.5份、2.8份、3份、3.5份或4份等。优选地，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对苯酚，其不仅具有良好的抗氧化作用，而且与本专利技术的片状模塑料中的其他原料组分具有非常好的相容性，而且在本专利技术的加工温度下具有很好的稳定性。优选地，所述工艺助剂为BYK-W-996。BYK-W-996是一种含有酸性基团的共聚物溶液，具体地是表面活性物质与聚合物的混合物，本专利技术中添加BYK-W-996不仅可以稳定片状模塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片状模塑料，其特征在于，所述片状模塑料按重量份数计含有以下原料组分：

【技术特征摘要】
1.一种片状模塑料，其特征在于，所述片状模塑料按重量份数计含有以下原料组分：2.根据权利要求1所述的片状模塑料，其特征在于，所述改性不饱和聚酯树脂是以有机蒙脱土和/或气相白炭黑作为改性剂，对不饱和聚酯树脂进行改性而得到的。3.根据权利要求1或2所述的片状模塑料，其特征在于，所述改性碳酸钙是以硅烷偶联剂作为改性剂，对碳酸钙进行改性而得到的。4.根据权利要求1-3任一项所述的片状模塑料，其特征在于，所述片状模塑料按重量份数计含有以下原料组分：5.根据权利要求1-4任一项所述的片状模塑料，其特征在于，所述低收缩添加剂是以聚苯乙烯、苯乙烯和阻聚剂为原料，反应制备得到的；优选地，所述氢氧化铝的粒径为7～9μm；优选地，所述脱模剂为硬脂酸钙粉末，所述硬脂酸钙粉末的粒径优选为200目；优选地，所述增稠剂为氧化镁；优选地，所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；优选地，所述过氧化苯甲酸叔丁酯的纯度在98％以上。6.根据权利要求1-5任一项所述的片状模塑料，其特征在于，所述片状模塑料按重量份数计还包括以下原料组分：抗氧化剂、工艺助剂或颜料中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，所述抗氧化剂的重量份数为0.1～0.3份；优选地，所述工艺助剂的重量份数为0.5～1份；优选地，所述颜料的重量份数为2～4份。7.根据权利要求6所述的片状模塑料，其特征在于，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对苯酚。8.如权利要求1-7任一项所述的片状模塑料的制备方法，其特征在于，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颂，赵敏海，夏宏伟，陈琳，
申请(专利权)人：无锡新宏泰电器科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32