一种不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑 料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 片状模塑料（简称SMC)是由不饱和聚酯树脂、低收缩添加剂、填料、固化剂、增稠 剂、脱模剂和玻璃纤维等组成的一种干片状的预浸料，SMC具有优越的电气性能，耐腐蚀性 能，质轻及工程设计容易、灵活等优点，其机械性能可以与部分金属材料相媲美，且具有金 属无法比拟的优点，如：比重轻、耐腐蚀、绝缘、色彩鲜艳等；另外，该材料还具有利用率高、 生产成本低、可机械化连续生产、产品质量稳定、操作环境卫生条件好、可设计性强等许多 优点，因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子/电气等行业中。随着国内SMC生产制造技术、模 压成型技术的不断提高，模具成本的降低、政府对工作环境等要求的提高，原来许多由手 糊、喷射等工艺进行成型的产品，固化时间长、生产效率低、劳动力大、对环境有污染，开始 逐步使用SMC模压成型工艺。
[0003] 传统的片状模塑料由单一不饱和聚酯树脂复配单一低收缩剂，玻纤含量不超过 30 %，所模压的制品强度低，其弯曲强度不超过180Mpa，拉伸强度不超过60Mpa，冲击(无缺 口）强度不超过100KJ/m2,无法直接模压出满足电力电子、轨道交通、输变电等行业所需较 高力学要求的绝缘结构支撑件。在电力电子、轨道交通和输变电行业，部分结构支撑件要求 高的力学性能同时要求绝缘，目前通用的做法是将绝缘板材切割后用螺栓连接成矩形截面 的型材来做绝缘结构支撑，绝缘件体积大，成本高，加工复杂，运行可靠性差。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种 不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料及其制备方法，解决目前技术中的传统片状模塑料力 学性能较差，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度低，不能有效满足应用需求的问题。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
[0006] -种不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料，包括不饱和聚酯树脂、低收缩剂、填 料、固化剂、增稠剂、脱模剂、增强材料、着色剂和助剂，其特征在于，所述的不饱和聚酯树脂 采用邻苯型树脂、间苯型树脂、乙烯基酯树脂其中的一种或多种混合组成，填料采用改性氢 氧化铝，增强材料采用纤维材料。
[0007] 本发明所述的不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料纤维含量高，整体强度高;材 料中包含一种或几种纤维增强材料并且纤维形态多样，具有优异的单向高强度;在需要单 向高强度的部位可以实现含有高达65%的增强材料，形成指定部位单向高强度片材，压制 成型时只需将高强度部分放在制品强度要求高的部位，按普通压制方法成型即可，避免了 成型过程中增强材料流动的不可控制性。利用本发明的材料，可以一次性成型"L"型、"U" 型、"工"字型、"王"字型、"多横王"字型、"T"字型，甚至更复杂的截面型材，解决了"拼接法" 制作型材的弊端。提高了片状模塑料的机械性能，特别是拉伸强度、弯曲强度和冲击强度， 使其能满足电力电子、轨道交通和输变电行业部分结构支撑件要求高的力学性能又同时满 足绝缘要求，使下游模压成型的企业通过模压成型的方式压制出截面复杂的绝缘结构支撑 件。模压单位通过对绝缘型材结构优化设计，整体压制出力学性能和绝缘性能满足要求的 型材，利用该型材，缩小绝缘距离，简化绝缘结构设计，并降低成本。
[0008] 进一步的，所述的填料利用硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、润湿分散剂的一种或多种 混合活化氢氧化铝粉体表面，使无机粉体与有机树脂的界面粘合力增强，改善片状模塑料 的吸水性、阻燃性、电性能和力学性能。
[0009] 进一步的，所述的不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料成分中还包含有阻燃协效 剂，阻燃协效剂采用MC阻燃剂、DMMP阻燃剂、APP阻燃剂、DEEP阻燃剂其中的一种或多种混合 组成，利用阻燃协效剂使片状模塑料达到高效无卤阻燃，保持优良的吸水性、阻燃性和电性 能。
[0010] 进一步的，所述的不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料各组分的含量按照质量份 数计算分别为不饱和聚酯树脂10~20份、低收缩剂5~10份、填料40~55份、阻燃协效剂2~ 10份、固化剂〇. 3~0.5份、增稠剂0.5~0.6份、脱模剂1~2份、增强材料30~60份、着色剂1 ~2份和助剂1~2份。本发明以不饱和聚酯树脂为基体，以氢氧化铝为填充阻燃，磷氮阻燃 协效，纤维增强的预浸复合材料，选用优质无卤不饱和聚酯树脂和低收缩剂，在高速分散下 加入氢氧化铝等粉状填料和磷氮阻燃剂、脱模剂、固化剂、着色剂以及其它助剂，分散均匀 后复合上纤维增强材料，增强材料含量高，本发明所述的片状模塑料模压成型工艺与普通 片状模塑料基本一致，能模压成型结构复杂力学结构件。本发明与传统片状模塑料的电气 性能相当，同时大大提高了力学性能，提高拉伸强度、弯曲强度和冲击强度。
[0011]进一步的，所述的填料采用的改性氢氧化铝包括23微米、8微米和0.6微米三种规 格，产生良好的阻燃效果，降低树脂收缩率，提高力学性能。
[0012] 进一步的，所述的低收缩剂采用聚苯乙烯低收缩剂、聚醋酸乙烯酯低收缩剂、高性 能饱和聚酯树脂低收缩剂其中的一种或多种混合组成，改善树脂收缩率，提高力学性能和 模压成型结构成型尺寸精准性。
[0013] 进一步的，所述的固化剂采用过辛酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯其中的一种或 多种混合组成，增稠剂采用低活性氧化镁、中等活性氧化镁、高活性氧化镁其中的一种或多 种混合组成，脱模剂采用硬脂酸锌、硬脂酸钙、液体脱模剂其中的一种或多种混合组成，助 剂采用BYK润湿分散剂90ΠΚΒΥΚ润湿分散剂996以及工艺助剂9080其中的一种或多种混合 组成。
[0014] 进一步的，所述增强材料采用的纤维材料为无碱短切玻璃纤维、无碱无捻连续玻 璃纤维粗纱、高硅氧玻璃纤维、凯夫拉纤维、由以上材料制成的织物的其中一种或多种，可 以有效提高纤维含量，整体强度高，材料中包含一种或几种纤维增强材料，并且纤维形态有 短切纤维、连续纤维、单向布和编织布的一种或几种，具有优异的单向高强度。
[0015] -种不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料制备方法，其特征在于，制备步骤包括：
[0016] A、填料改性:将氢氧化铝粉末放入高速混合机内，喷洒硅烷偶联剂、铝酸酯偶联 剂、润湿分散剂的一种或多种，持续混合后得到改性氢氧化铝的填料，然后装袋备用；
[0017] B、树脂糊制备:将不饱和聚酯树脂、低收缩剂、助剂、固化剂加入搅拌桶搅拌均匀， 然后加入步骤A中填料、阻燃协效剂、增稠剂、脱模剂、增强材料、着色剂进行高速分散，控制 粘度得到树脂糊；
[0018] C、复合浸渍:将步骤B中制得的树脂糊放入SMC成型机的刮糊槽中，在聚乙烯薄膜 上刮上一定厚度的树脂糊，同时按照组分配比加入增强材料，在树脂糊与增强材料的上层 再覆上一层聚乙烯薄膜后送入压辊中进行加压浸透，然后收卷；
[0019] D、稠化:将步骤C中收卷的不饱和聚酯树脂纤维增强片状模塑料移入烘房进行熟 化加工。
[0020] 本发明首先处理氢氧化铝粉末，利用硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、润湿分散剂使氢 氧化铝粉末与有机树脂的界面粘合力增强，改善片状模塑料的吸水性、阻燃性、电性能和力 学性能;然后将各组分充分混合，得到具有一定粘度的树脂糊，然后将树脂糊刮在聚乙烯薄 膜上并与增强材料混合，增强材料通过切割器进行切割得到所需的纤维长度和含量，