一种高性能团状模塑料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高性能团状模塑料，该团状模塑料包括不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂、无机填料和高模量玻璃纤维；本发明专利技术还提供一种高性能团状模塑料的制备方法，包括混料、捏合、添加高模量玻璃纤维和完成团料制备等步骤。本发明专利技术提供的团状模塑料使用高模量的玻璃纤维进行增强，并配合合适的树脂、低收缩剂、引发固化体系、无机填料等组分，最终加工得到的团状模塑料制品具备高强度、高弯曲模量等高性能，并且，原料成本较低，制备方法操作简单，生产效率高，大大降低了高性能BMC团料的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种团状模塑料及其制备方法，尤其涉及一种高性能团状模塑料及其制备方法。
技术介绍
随着科技的进步和社会的发展，具有优良性能的复合材料越来越受到人们的重视，其中团状模塑料能在一定程度上取代木材、钢铁，广泛应用于工业、交通、建筑、电器等各个方面，在生产生活中占据着极其重要的地位。团状模塑料(BMC团料)是一种使用填料、树脂、玻璃纤维以及一些添加剂制得的中间材料，该材料可以通过模压或者挤出的加工方式制备成复合材料制品，并广泛应用于汽车制造、铁路交通、建筑材料、机电产品、日用产品等领域。目前，现有的团状模塑料虽然满足了常规的性能要求，但其制品在机械性能方面仍有待提高，特别是不能满足高弯曲强度、高冲击强度等强度要求，导致不能满足高端客户的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上面描述的问题。本专利技术的目的是提供一种高性能团状模塑料及其制备方法，该团状模塑料通过引入高模量的玻璃纤维进行增强，并配合合适的树脂、低收缩剂、引发固化体系、无机填料等组分，该复合体系能够有效地提高高模量玻璃纤维与无机填料、树脂之间的浸润效果，进而可加工得到高强度、高弯曲模量的团状模塑料制品，满足高性能制品的需求。本专利技术提供一种高性能团状模塑料，所述团状模塑料包括不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂、无机填料和高模量玻璃纤维并且，各组分的含量以重量份表示如下：其中，所述高模量玻璃纤维SiO2的含量为58％～70％。其中，所述高模量玻璃纤维的杨氏模量大于85GPa。其中，所述不饱和树脂为间苯树脂、邻苯树脂和乙烯基不饱和树脂中的一种或多种；所述低收缩剂为聚甲基丙烯酸、聚乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯；所述脱模剂为硬脂酸锌；所述增稠剂为氧化铝或氧化镁；所述无机填料为氢氧化铝或碳酸钙。其中，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯，其中所述引发剂与所述固化剂的重量比为1:0.8～1.5。其中，所述高模量玻璃纤维包括长度规格包括6mm和12mm两种，其中，6mm玻璃纤维与12mm玻璃纤维的重量比为1:1～2。其中，所述高性能团状模塑料各组分的含量以重量份表示如下：其中，所述高性能团状模塑料包括下述组分，各组分的含量以重量份表示如下：本专利技术还提供一种上述高性能团状模塑料的制备方法，所述制备方法包括下述步骤：1S混料：将不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂，放入混料机，搅拌混合均匀，制得混合物备用；2S捏合：将填料倒入捏合机，然后将步骤1S所述混合物加入捏合机中，捏合时间控制为5～15min；3S添加高模量玻璃纤维：在捏合机运转过程中添加高模量玻璃纤维，玻璃纤维加入时间控制为10～60s，加入完成后，捏合时间控制为2～10min；4S完成团料制备：关闭捏合机，取出团状模塑料，并装入指定密封袋备用。具体地，包括下述步骤：1S混料：将不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂，放入混料机，搅拌混合2～5min，使之混合均匀，制得混合物备用；2S捏合：将填料倒入捏合机，然后将步骤1S所述混合物加入捏合机中，捏合机操作参数为：正传2～5min，再反转2～5min，最后正传2～5min；3S添加高模量玻璃纤维：在捏合机运转过程中添加高模量玻璃纤维，玻璃纤维加入时间控制为10～60s，加入完成后，捏合机操作参数为：正转2～5min，反转2～5min；4S完成团料制备：关闭捏合机，取出团状模塑料，并装入指定密封袋备用。根据本专利技术提供的高性能团状模塑料，主要的创新点是通过引入高模量的玻璃纤维进行增强，并配合合适的树脂、低收缩剂、引发固化体系、无机填料等组分，得到高模量玻璃纤维与无机填料、树脂浸润效果好的预浸料体系，最终加工得到高强度、高弯曲模量的团状模塑料制品。具体地，该团状模塑料包括不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂、无机填料和高模量玻璃纤维。该高性能团状模塑料中各组分的作用及含量说明如下：不饱和树脂是用于生产复合材料的重要的热固性树脂，本专利技术选用的不饱和树脂为间苯树脂、邻苯树脂和乙烯基不饱和树脂中的一种或多种，不饱和树脂在固化时，常会伴随体积收缩，而添加低收缩剂则能够有效改善树脂收缩带来的复合材料值裂纹、精度不良等问题。因此，不饱和树脂与低收缩的成分及用量选择对复合材料性能影响较大。本专利技术采用高模量玻璃纤维与树脂及无机填料形成预浸料，为了使高模量玻璃纤维与基体材料更好的相容，本专利技术选用的不饱和树脂为间苯树脂、邻苯树脂和乙烯基不饱和树脂中的一种或多种，低收缩剂为聚甲基丙烯酸、聚乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种。其中，不饱和树脂质量为50～140重量份，低收缩剂质量为40～110重量份。优选地，不饱和树脂质量为80～140重量份，低收缩剂质量为60～100重量份，更优选地，不饱和树脂质量为90～110重量份，低收缩剂质量为80～100重量份。进一步地，不饱和树脂优选为乙烯基不饱和树脂，低收缩剂优选为聚苯乙烯，在该树脂体系中，聚苯乙烯含量可适当增大，当乙烯基不饱和树脂为90～110重量份，控制聚苯乙烯为80～100重量份，该组分及配比能有效防止玻璃纤维与不饱和树脂界面剥离，保持复合制品较高的强度。引发剂固化剂体系选用过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、过氧化异辛酸叔丁酯体系(TBPO)复合体系，其中，TBPO同时具有引发作用和固化作用，但反应温度较高，而TBPB可在较低温度条件下进行引发，提高其固化速率。其中，不饱和树脂重量为50～140重量份时，控制引发剂重量为1～3重量份，固化剂重量为1～3重量份。优选地，控制引发剂与固化剂的质量之比为1:0.5～2，更优选为1:0.8～1.5，最优选1:1。引发剂固化剂使用上述比例进行复配，能有效提高高模量玻璃纤维与不饱和树脂在引发、固化过程中的相容性。本专利技术使用硬脂酸锌作为脱模剂，在团状模塑料成型过程中硬脂酸锌开始熔融并迁移到制品表面与模具隔离，不饱和树脂为50～140重量份时，硬脂酸锌的重量控制为2～6重量份，优选控制为2～5重量份。增稠剂的作用时增加团状模塑料的粘度，便于后续BMC团料的成型加工。当树脂与无机填料混合为糊状树脂后，为了使该糊状树脂更好地与高模量玻璃纤维进行浸润，其粘度需处于较低水平。但形成团状模塑料后，增稠剂经过一段时间后，使复合体系粘度迅速增大，便于后续成型加工。本专利技术选用氧化铝或氧化镁作为增稠剂，该类组分能够达到开始加入时粘度较低，促进玻璃纤维与糊状树脂浸润，更优选氧化镁作为增稠剂，浸润完成后快速达到稠化目的。其中，引发剂重量为1～3重量份时，增稠剂重量为0.8～4重量份，引发剂重量为1重量份时，增稠剂重量为1～2重量份。无机填料作为团状模塑料配方中用量最大的组分，其主要目的是改善BMC团料成型工艺性以及制品性能，并能够有效降低材料的成本。无机填料对团状模塑料的性能有较大影响，氢氧化铝或碳酸钙进行填充的BMC团料尺寸稳定，且硬度较高，该无机填料配合高模量的玻璃纤维，以及相应的树脂，BMC团料制品的机械强度以及弯曲模量可得到明显提高。本专利技术不饱和树脂重量为50～140重量份时，无机填料优选为碳酸钙，重量为210～700重量份，更优为350～700重量份，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能团状模塑料，其特征在于，所述团状模塑料包括不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂、无机填料和高模量玻璃纤维，并且，各组分的含量以重量份表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种高性能团状模塑料，其特征在于，所述团状模塑料包括不饱和树脂、低收缩剂、引发剂、固化剂、脱模剂、增稠剂、无机填料和高模量玻璃纤维，并且，各组分的含量以重量份表示如下：2.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述高模量玻璃纤维SiO2的含量为58％～70％。3.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述高模量玻璃纤维的杨氏模量大于85GPa。4.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述不饱和树脂为间苯树脂、邻苯树脂和乙烯基不饱和树脂中的一种或多种；所述低收缩剂为聚甲基丙烯酸、聚乙烯和聚苯乙烯中的一种或多种；所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯；所述固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯；所述脱模剂为硬脂酸锌；所述增稠剂为氧化铝或氧化镁；所述无机填料为氢氧化铝或碳酸钙。5.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯，其中所述引发剂与所述固化剂的重量比为1:0.8～1.5。6.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述高模量玻璃纤维包括长度规格包括6mm和12mm两种，其中，6mm玻璃纤维与12mm玻璃纤维的重量比为1:1～2。7.如权利要求1所述的高性能团状模塑料，其特征在于，所述高性能团状模塑料各组分的含量以重量份表示如下：8.如权利要求1所述的高性能团状模塑料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志坚，黄建，费振宇，章建忠，陆建明，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33