專(zhuān)利名稱(chēng)：較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料及其產(chǎn)品的成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，以及用其為基材，代替鑄鐵、水泥等制取各種井蓋，或代替木材制取桌椅等的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
聚酯復(fù)合材料俗稱(chēng)模塑料，早在1960年，德國(guó)拜耳公司就率先采用聚酯模塑料進(jìn)行模壓生產(chǎn)，以及逐漸推廣到歐洲、美國(guó)和日本。制成團(tuán)狀的模塑料稱(chēng)為BMC，制成片狀的稱(chēng)為SMC。用模塑料熱壓成型是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外機(jī)械化大規(guī)模生產(chǎn)定型的主要方法之一。因而有關(guān)BMC、SMC及其相關(guān)制品的公開(kāi)專(zhuān)利較多，例如，美國(guó)US4383060專(zhuān)利敘述了以環(huán)氧樹(shù)脂為原料的模塑料；US4714905專(zhuān)利公開(kāi)了用于SMC的各種填料及相應(yīng)的制造方法；US5104983專(zhuān)利公開(kāi)了一種可著色的BMC的組成及制造方法。但所有目前的公開(kāi)專(zhuān)利中，模塑料所用的引發(fā)劑均為高溫引發(fā)劑，特別廣泛采用的是特丁基過(guò)苯甲酸酯，相應(yīng)的熱壓成型溫度一般高達(dá)180～190℃，熱壓時(shí)間也較長(zhǎng)。另一方面，多年來(lái)傳統(tǒng)用鑄鐵制作用于城鄉(xiāng)道路的各種窨井蓋一直存在著易于被盜丟失，甚而引起重大事故的社會(huì)問(wèn)題，從而引導(dǎo)人們?nèi)L試用水泥制作。近幾年來(lái)人們開(kāi)始用玻璃鋼、模塑料替代鑄鐵制作各種井蓋和排水口水箅等制品，已公開(kāi)的相關(guān)中國(guó)專(zhuān)利如，CN96231214.2，它公開(kāi)了一種高密度復(fù)合材料窨井蓋生產(chǎn)工藝；CN1134490A公開(kāi)了一種復(fù)合玻璃鋼城市管道井蓋及其生產(chǎn)工藝；CN98239343.1公開(kāi)了一種晶形改性復(fù)合材料窨井蓋的生產(chǎn)方法；CN00235697.X、CN00259366.1、CN99252528.4、CN00127604.2等專(zhuān)利都是關(guān)于用模塑料壓制井蓋和水箅的方法和工藝。但所有以上專(zhuān)利中共同存在的問(wèn)題是，如同前面提到的有關(guān)國(guó)外專(zhuān)利中存在的問(wèn)題一樣，其固化系統(tǒng)均采用高溫引發(fā)劑，例如，特丁基甲酸酯(TBPB)，在高達(dá)180～190℃的溫度下熱壓成型，不但能耗較高，而且因?yàn)闊釅簳r(shí)間長(zhǎng)達(dá)15分鐘左右，使制品中的不飽和樹(shù)脂強(qiáng)度因熱損壞而降低，因?yàn)椴伙柡途埘サ氖褂脺囟纫话銘?yīng)在140℃以下，較高的成型溫度也使制品的內(nèi)應(yīng)力增大，從而導(dǎo)致制品韌性下降，易產(chǎn)生微裂紋，抗沖擊性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出一種在較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料及其產(chǎn)品的成型工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于它由不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑、組合引發(fā)劑、增強(qiáng)材料和填料經(jīng)混合、捏合制成，其各成分的重量百分比為不飽和聚酯樹(shù)脂 14-20％低收縮劑6-10％內(nèi)脫模劑1-2％組合引發(fā)劑 0.1-0.4％增強(qiáng)材料12-20％填料50-65％。
一種較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料產(chǎn)品的成型工藝，其特征在于先將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑混合攪拌，然后加入組合引發(fā)劑攪拌均勻，再加入填料進(jìn)行捏合處理，使它們混合均勻，最后加入增強(qiáng)材料，繼續(xù)捏合，捏合時(shí)間以增強(qiáng)材料分布均勻?yàn)橐耍吹玫奖景l(fā)明的聚酯復(fù)合材料基料，將該基料放入產(chǎn)品成型模具中，并在120℃～160℃的溫度條件下和5～25Mpa的壓力條件下進(jìn)行熱壓成型處理，成型時(shí)間為5～15分鐘，即得到以本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料制成的相應(yīng)產(chǎn)品。
本發(fā)明正是針對(duì)目前在模塑料熱壓成型工藝中存在的突出問(wèn)題而提出革新的解決方法，它采用由常溫引發(fā)劑、中溫引發(fā)劑和高溫引發(fā)劑復(fù)配制成的組合引發(fā)劑，故可在較低溫度下對(duì)聚酯復(fù)合材料熱壓成型，制得不宜丟失、強(qiáng)度更高的符合標(biāo)準(zhǔn)CJ/T3012-93要求的、可整體成型、適于機(jī)械化大規(guī)模定型生產(chǎn)的多種井蓋和水箅制品，以及替代木材制作桌椅等制品。本發(fā)明在較低溫度下熱壓成型聚酯復(fù)合材料，使熱壓成型溫度由目前通用的180℃～190℃，降低至130℃～160℃，顯著節(jié)能，且減少了聚酯產(chǎn)品在熱壓過(guò)程中的老化損傷，減少制品內(nèi)壓力和微裂紋，并使熱壓成型時(shí)間縮短20～30％，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，提高了制品質(zhì)量。用本發(fā)明制得的聚酯復(fù)合材料制品，其原料價(jià)廉易得，操作簡(jiǎn)便，可機(jī)械化大批量生產(chǎn)，制品外形美觀，機(jī)械強(qiáng)度高，安裝容易，耐用性好，一般不會(huì)被盜丟失。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料由不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑、組合引發(fā)劑、增強(qiáng)材料和填料經(jīng)混合、捏合制成，其各成分的重量百分比為不飽和聚酯樹(shù)脂 14-20％低收縮劑 6-10％內(nèi)脫模劑 1-2％組合引發(fā)劑 0.1-0.4％增強(qiáng)材料 12-20％填料 50-65％上述組合引發(fā)劑是由常溫引發(fā)劑、中溫引發(fā)劑和高溫引發(fā)劑復(fù)配制成，其三者用量之比為常溫引發(fā)劑∶中溫引發(fā)劑∶高溫引發(fā)劑＝1∶2～6∶2～6，三者最佳之比為常溫引發(fā)劑∶中溫引發(fā)劑∶高溫引發(fā)劑＝1∶4～5∶3～4。
本發(fā)明可根據(jù)需要在上述聚酯復(fù)合材料的組份中再加入增韌劑和色糊，加入量分別為上述組份總重量的0.5～4.0％和0.2～0.6％。
本發(fā)明較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料產(chǎn)品的成型工藝如下先將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑混合攪拌，然后加入組合引發(fā)劑攪拌均勻，再加入填料進(jìn)行捏合處理，使它們混合均勻，最后加入增強(qiáng)材料，繼續(xù)捏合，捏合時(shí)間以增強(qiáng)材料分布均勻?yàn)橐?時(shí)間少了，分布不均勻，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使增強(qiáng)材料的纖維損壞，通常以5～10分鐘為宜)，即得到本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料基料，將該基料放入產(chǎn)品成型模具中，并在120℃～160℃的溫度條件下和5～25Mpa的壓力條件下進(jìn)行熱壓成型處理，成型時(shí)間為5～15分鐘，即得到以本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料制成的相應(yīng)產(chǎn)品。
本發(fā)明中，不飽和聚酯樹(shù)脂可采用特征牌號(hào)為PL9505，PS-156，PS一180，S-817，S-818等樹(shù)脂中的一種或幾種。低收縮劑為在苯乙烯單體中溶解聚甲基丙烯酸甲酯(壓克力)、聚苯乙烯而成的粘稠液體。內(nèi)脫模劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的一種或幾種。組合引發(fā)劑為過(guò)氧苯甲酰(BPO)，過(guò)氧化-2-乙基己酸特丁酯(TBPO)，過(guò)氧化甲基異丁基酮(Lm)，過(guò)氧化苯甲酸特丁酯(TBPB)組成的混合引發(fā)劑，混合引發(fā)劑中至少含有三種以上的上述引發(fā)劑。增強(qiáng)材料為直徑8～30μm的無(wú)堿玻璃纖維、高強(qiáng)玻璃纖維短切成的15～100mm的短纖維配料。填料為方解石粉、滑石粉、天然硅微粉中的一種或幾種。增韌劑為丁腈橡膠，以及增塑劑中[鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二辛酯(DOS)]的一種或幾種。色糊為將有機(jī)染料或無(wú)機(jī)有色氧化物、銀粉、鈦白粉等分散于鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和特種樹(shù)脂中的稠厚糊狀物。
實(shí)施例制備本發(fā)明聚酯復(fù)合材料的原料及配比(重量，％)不飽和聚酯樹(shù)脂14～20，低收縮劑6～10，內(nèi)脫模劑1～2，組合引發(fā)劑0.1～0.6，增強(qiáng)材料12～20，填料50～65；另可加增韌劑0.5～4.0(相對(duì)于前述各原料成分總量的重量百分比)，色糊0.2～0.6(相對(duì)于前述各原料成分總量的重量百分比)。上述物料具體選用的物品名稱(chēng)和用量見(jiàn)表1，表1為本發(fā)明聚酯復(fù)合材料的三個(gè)制備實(shí)施例。將上述物料依表1順序加入帶有高速攪拌的混合釜中，至加入色糊后，高速攪拌10分鐘，停攪拌，加入組合引發(fā)劑，再攪拌5分鐘，然后將漿料轉(zhuǎn)入捏合機(jī)中，加入填料，捏合20分鐘后，加入短切玻璃纖維，繼續(xù)捏合5分鐘，檢查短切玻纖是否已被均勻分散，如不理想，再繼續(xù)捏合2～3分鐘，直至分散均勻。若用作壓制井蓋、水箅等，則直接將捏合為團(tuán)狀的模塑料裝入密閉的塑料袋中備用，若用作代替木材制作桌椅等，則再將該捏合成團(tuán)的物料壓延成片狀，同樣包裝于密閉的塑料袋中備用。
需要特別指出的是，實(shí)施例1，2，3的本發(fā)明聚酯模塑料的制備方法中，省去了通常要加的增稠劑，例如氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂等，在專(zhuān)利CN00127604.2中，氫氧化鈣被稱(chēng)作固化劑，其實(shí)這是不確切的，因?yàn)樗鼈冎划a(chǎn)生增稠作用，其化學(xué)機(jī)理是，由它們產(chǎn)生的Ca2+、Mg2+與不飽和聚酯中的羧基反應(yīng)，形成鹽或配合物，導(dǎo)致樹(shù)脂變稠厚。本發(fā)明考慮到配方中被大量用作填料的碳酸鈣和滑石粉，能在模塑料中產(chǎn)生一定量的Ca2+、Mg2+產(chǎn)生增稠作用，因此，不必再另加這些物質(zhì)。在配制過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體情況(強(qiáng)度要求標(biāo)準(zhǔn))調(diào)節(jié)增強(qiáng)材料短切玻纖與填料粉的用量比例，同時(shí)，根據(jù)制品應(yīng)用場(chǎng)所選配適合的色糊。
本發(fā)明聚酯復(fù)合材料的制品生產(chǎn)工藝制作井蓋、水箅等有一定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)的制品時(shí)，要根據(jù)強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)制作相應(yīng)的加強(qiáng)支架，可選用Ф6～Ф30的鋼筋，扎制或焊接成架，選用壓力為200～500噸的油壓機(jī)，油溫加熱至180℃左右，放好模具，在模具底鋪一層本發(fā)明的聚酯模塑料，放好鋼筋架，在其上鋪好計(jì)量好的余下的發(fā)明聚酯料塊，然后合模升壓，溫度控制在130℃～160℃，壓力控制在15～20Mpa，中小制品熱壓5～10分鐘，大件12分鐘左右，最后減壓、脫模、檢驗(yàn)既得成品。制作桌椅等物品時(shí)，不加支架，其余同上操作。用表1中所列配方配制的1，2，3號(hào)聚酯模塑料熱壓而成的井蓋，按照建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T3012-93的方法測(cè)試，制品的開(kāi)裂強(qiáng)度為242～253KN，制品的破壞強(qiáng)度為366～385KN，完全符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。
表1 聚酯復(fù)合材料制備實(shí)施例

權(quán)利要求
1.一種較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于它由不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑、組合引發(fā)劑、增強(qiáng)材料和填料經(jīng)混合、捏合制成，其各成分的重量百分比為不飽和聚酯樹(shù)脂14-20％低收縮劑 6-10％內(nèi)脫模劑 1-2％組合引發(fā)劑0.1-0.4％增強(qiáng)材料 12-20％填料 50-65％。
2.按權(quán)利要求1所述的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于所述組合引發(fā)劑是由常溫引發(fā)劑、中溫引發(fā)劑和高溫引發(fā)劑復(fù)配制成，其三者用量之比為常溫引發(fā)劑∶中溫引發(fā)劑∶高溫引發(fā)劑＝1∶2～6∶2～6。
3.按權(quán)利要求2所述的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于所述組合引發(fā)劑的常溫引發(fā)劑、中溫引發(fā)劑和高溫引發(fā)劑的三者用量之比為常溫引發(fā)劑∶中溫引發(fā)劑∶高溫引發(fā)劑＝1∶4～5∶3～4。
4.按權(quán)利要求1所述的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于在上述聚酯復(fù)合材料的組份中再加入增韌劑和色糊，加入量分別為上述聚酯復(fù)合材料組份總重量的0.5～4.0％和0.2～0.6％。
5.按權(quán)利要求1所述的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料，其特征在于不飽和聚酯樹(shù)脂采用特征牌號(hào)為PL9505，PS-156，PS-180，S-817，S-818等樹(shù)脂中的一種或幾種；低收縮劑為在苯乙烯單體中溶解聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯而成的粘稠液體；內(nèi)脫模劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂中的一種或幾種；組合引發(fā)劑為過(guò)氧苯甲酰，過(guò)氧化-2-乙基己酸特丁酯，過(guò)氧化甲基異丁基酮，過(guò)氧化苯甲酸特丁酯組成的混合引發(fā)劑，混合引發(fā)劑中至少含有三種以上的上述引發(fā)劑；增強(qiáng)材料為直徑8～30μm的無(wú)堿玻璃纖維、高強(qiáng)玻璃纖維短切成的15～100mm的短纖維配料；填料為方解石粉、滑石粉、天然硅微粉中的一種或幾種；增韌劑為丁腈橡膠，以及增塑劑中的一種或幾種；色糊為將有機(jī)染料或無(wú)機(jī)有色氧化物、銀粉、鈦白粉等分散于鄰苯二甲酸二辛酯和特種樹(shù)脂中的稠厚糊狀物。
6.一種較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料產(chǎn)品的成型工藝，其特征在于先將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑混合攪拌，然后加入組合引發(fā)劑攪拌均勻，再加入填料進(jìn)行捏合處理，使它們混合均勻，最后加入增強(qiáng)材料，繼續(xù)捏合，捏合時(shí)間以增強(qiáng)材料分布均勻?yàn)橐耍吹玫奖景l(fā)明的聚酯復(fù)合材料基料，將該基料放入產(chǎn)品成型模具中，并在120℃～160℃的溫度條件下和5～25Mpa的壓力條件下進(jìn)行熱壓成型處理，成型時(shí)間為5～15分鐘，即得到以本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料制成的相應(yīng)產(chǎn)品。
7按權(quán)利要求1所述的較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料產(chǎn)品的成型工藝，其特征在于所述加入增強(qiáng)材料后的捏合時(shí)間為5～10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在較低溫度下熱壓成型的聚酯復(fù)合材料,以及用其為基材,代替鑄鐵、水泥等制取各種井蓋,或代替木材制取桌椅等的生產(chǎn)方法,它由不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑、組合引發(fā)劑、增強(qiáng)材料和填料經(jīng)混合、捏合制成,具體步驟是,先將不飽和聚酯樹(shù)脂、低收縮劑、內(nèi)脫模劑混合攪拌,然后加入組合引發(fā)劑攪拌均勻,再加入填料進(jìn)行捏合處理,使它們混合均勻,最后加入增強(qiáng)材料,繼續(xù)捏合,捏合時(shí)間以增強(qiáng)材料分布均勻?yàn)橐?即得到本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料基料,將該基料放入產(chǎn)品成型模具中,并在120℃～160℃的溫度條件下和5～25MPa的壓力條件下進(jìn)行熱壓成型處理,成型時(shí)間為5～15分鐘,即得到以本發(fā)明的聚酯復(fù)合材料制成的相應(yīng)產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B29C70/00GK1367202SQ02112670
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2002年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月10日
發(fā)明者顏科, 王興翔 申請(qǐng)人:顏科, 王興翔