专利名称：一种用于玻璃钢共挤的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于玻璃钢共挤的方法，属于玻璃纤维强化塑料材料领域。
背景技术：
玻璃钢(FRP)亦称作GRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、 环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同，有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬，不导电，机械强度高，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。一般来讲，单一玻璃纤维虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃钢”，玻璃钢材料在大气中的老化主要是太阳辐射、 高温、潮湿空气及风吹雨打的机械作用，严重的会使玻璃钢表面树脂脱落，露出白丝，失重， 同时紫外光照射使活性物质降解、氧化，使玻璃钢颜色黄变。针对以上现象，一般会加入防老化剂、抗紫外光剂，延缓其老化过程。但是不能从根本上去改变玻璃钢类产品不耐老化的本质。发明目的
本发明的目的是提供一种用于玻璃钢共挤的方法，即在玻璃钢表面共挤一层耐老化优异的高分子材料，可以大大提高玻璃钢产品的耐老化性和耐水解性，共挤层选择为，经过共混改性的ASA (丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯)和改性丙烯酸酯类材料。本发明的技术方案是一种用于玻璃钢共挤的方法，其特征在于，用乙烯基丙烯酸酯(或盐)作为体系的相容剂，并在体系中引入苯乙烯-马来酸酐共聚物，实施方法为将乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN)按一定的比例高速混合，并复配润滑体系、抗氧体系、抗紫外光体系、功能体系；在平行双螺杆挤出机中挤出造粒，作为表面涂布层材料；将需要包覆的玻璃钢产品固化后二次加热，进入到共挤模具和牵引机；共挤温度控制在170-205度，使其在涂布层材料能顺利融化；用小型平行双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机输送，提供给面层材料一定的压力，进行覆膜工作；按要求切割即得到产品。所述的的聚酯类玻璃钢共挤层的材料配比如下
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自制ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):润滑剂A氧化聚乙烯蜡(6):润滑剂B季戊四醇酯 ⑴润滑剂C乙撑双硬脂酰胺 ⑶耐磨剂A聚硅氧烷 ⑶耐磨剂B聚四氟乙烯
(10):抗氧化剂A受阻酚类四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化剂B亚磷酸酯类三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯
(12):紫外光吸收剂A受阻胺类癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯
(13):紫外光吸收剂B苯并三唑类2-(2,-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑
(14):着色剂(按具体颜色要求配色)
所述的聚酯类玻璃钢共挤层的工艺步骤如下
①将上述原料按质量比EAA10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN树脂10-30 份精密计量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加润滑剂A O. 3-1. 5份，润滑剂B O. 3-1. 5份，润滑剂C O. 2-1份，耐磨剂A 5-10份，耐磨剂B 5-20份，抗氧剂A O. 5-2份，抗氧剂B O. 5-2 份，紫外光吸收剂A O. 5-2份，紫外光吸收剂B O. 5-2份，着色剂按颜色要求提供；
②在每分钟200转的高速搅拌机中混合15分钟，投入到平行双螺杆挤出机中，温度设置从下料到模具140°C -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C -225°C，螺杆组合为中后段强剪切和强捏合，切粒造粒烘干后待用；
③取聚酯类玻璃钢产品通过加热设备的操作平台进行预加热，加热温度设置 160-180°C，然后进入到共挤模具中，模具温度设置180-195°C，将共挤料按需要的颜色，调整着色剂比例；
④投入到共挤螺杆中，螺杆温度设置180°C-200°C - 205°C -205°C -200°C，挤出机真空度控制>0. 06MPa，各温控稳定15分钟后，开主机；
⑤主机喂料，控制电流在35-70%的设定电流上限，成型，牵引，待产品进入牵引履带模后，用料量以均匀涂布产品表面为宜；
⑥按要求尺寸切割即得产品。本发明生产的产品区别于一般玻璃钢产品，因为共挤表面厚度只有O. lmm-0. 2mm, 大大降低了原先玻璃钢产品通体着色方法着色剂的用量，成本有了很大降低；另外表面层是丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，比原先类产品的耐候性成倍的比例提高，不会出现表面粉化、龟裂、严重褪色等现象。由于选用特定的相容剂和粘合剂改性共挤料应用于玻璃钢，替代了传统的通体着色法，和添加紫外光吸收剂和抗紫外剂方法，大幅度的提高玻璃钢的耐老化和耐水解性能， 并使得玻璃钢产品耐磨、色彩多样化性能有了更多的方案。
图I是本发明的一种用于玻璃钢共挤的方法中所使用的平行积木式双螺杆挤出机组合结构图。图中，第一段到第九段为双螺杆加热板位置，下料口为挤出机进料口，玻纤口为螺杆组合定位用，此材料体系不用，真空口为挤出机抽真空位置，排气及抽残余低分子残单用，图中72/72表示螺纹块长度72mm，物料流程72mm，Q56/5P/10/60表示螺块长度56mm， 共由5片组成，每片长度10mm，各螺纹片间的夹角为60度，左旋22/22表示跟正常螺纹反向，长度22mm，物料流程22mm。
具体实施例方式以下结合实施例和附图对本发明做详细的描述。本发明是利用乙烯基丙烯酸酯 (或盐)作为体系的相容剂，解决共挤玻璃钢的附着力问题，并在体系中引入苯乙烯-马来酸酐共聚物，以增加共挤工艺的加工窗口。具体的实施方法为将乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物 (SAN)按一定的比例高速混合，并复配特定的润滑体系、抗氧体系、抗紫外光体系、功能体系在平行双螺杆中挤出造粒，此作为表面涂布层材料，将需要包覆的玻璃钢产品固化后二次加热，进入到共挤模具和牵引机，共挤温度控制在涂布层材料能顺利融化(一般为170-205 度，具体需按共挤流道设计作调整)，用小型平行双螺杆或者单螺杆挤出机输送，提供给面层材料一定的压力进行覆膜工作，按要求切割即得到产品。图I是本发明的一种用于玻璃钢共挤的方法中所使用的平行积木式双螺杆挤出机组合结构图。下面例举聚酯类玻璃钢共挤层的配比和工艺作一说明。原材料准备
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自制ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):润滑剂A氧化聚乙烯蜡
(6):润滑剂B季戊四醇酯 ⑴润滑剂C乙撑双硬脂酰胺 ⑶耐磨剂A聚硅氧烷
⑶耐磨剂B聚四氟乙烯
(10):抗氧化剂A受阻酚类如四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇
酯
(H):抗氧化剂B亚磷酸酯类如三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯
(12):紫外光吸收剂A受阻胺类如癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯
(13):紫外光吸收剂B苯并三唑类如2-(2^ -羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑
(14):着色剂(按具体颜色要求配色)
其中AA含量即EAA中(AA)丙烯酸含量，MA是马来酸酐缩写，MI即熔融指数，行业内通用标识。熔指的测试方法遵循ASTM D-1238。具体实施例的工艺步骤
①将上述原料按质量比EAA 10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN树脂10-30 份精密计量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加润滑剂A O. 3-1. 5份，润滑剂B O. 3-1. 5份，润滑剂C O. 2-1份，耐磨剂A 5-10份，耐磨剂B 5-20份，抗氧剂A O. 5-2份，抗氧剂B O. 5-2 份，紫外光吸收剂A O. 5-2份，紫外光吸收剂B O. 5-2份，着色剂按颜色要求提供；
其中，所述质量比是统一称量单位，如用克做单位，就所有的数据均按克做单位，如用公斤做单位及所有的数据均按公斤做单位。其中，所表示的各种原料适用范围的数值，是指在工艺过程中可以选择的数值，在各原料品种之间没有比例限制。②在每分钟200转的高速搅拌机中混合15分钟，投入到平行双螺杆中，温度设置从下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C, 螺杆组合为中后段强剪切和强捏合(示例见附表)，切粒造粒烘干后待用(后面称该产品粒子为共挤料)。③取聚酯类玻璃钢产品通过加热设备的操作平台进行预加热，加热温度设置 160-180，然后进入到共挤模具中，模具温度设置180-195，将共挤料按客户需要的颜色调整好着色剂比例。④投入到共挤螺杆中，螺杆温度设置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，挤出机真空度控制>0. 06MPa,各温控稳定15分钟后，开主机。挤出机的型号Φ65,长径比36:1
⑤主机喂料，控制电流在35-70%的设定电流上限，成型，牵引，待产品进入牵引履带模后，用料量以均勾涂布广品表面为宜。⑥按要求尺寸切割即得产品。实施例I :
原材料准备
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自制ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):润滑剂A氧化聚乙烯蜡
(6):润滑剂B季戊四醇酯 ⑴润滑剂C乙撑双硬脂酰胺 ⑶耐磨剂A聚硅氧烷
⑶耐磨剂B聚四氟乙烯
(10):抗氧化剂A受阻酚类四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化剂B亚磷酸酯类三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯
(12):紫外光吸收剂A受阻胺类癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯
(13):紫外光吸收剂B苯并三唑类2-(2,-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑
(14):着色剂(按具体颜色要求配色)
具体实施例的工艺步骤
①将上述原料按质量比EAA10kg, SMA :10 kg, ASA :30 kg, SAN树脂10 kg精密计量 (各原材料水分控制〈O. 1%)，添加润滑剂A O. 3 kg，润滑剂B O. 3 kg，润滑剂C O. 2 kg，耐磨剂A 5 kg,耐磨剂B 5 kg,抗氧剂A 0.5 kg,抗氧剂B 0.5 kg,紫外光吸收剂A 0.5 kg, 紫外光吸收剂B 0.5 kg，着色剂按颜色要求提供；
②在每分钟200转的高速搅拌机中混合15分钟，投入到平行双螺杆中，温度设置从下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C，螺杆组合为中后段强剪切和强捏合(示例见附表)，切粒造粒烘干后待用(后面称该产品粒子为共挤料)。③取聚酯类玻璃钢产品通过加热设备的操作平台进行预加热，加热温度设置160-180，然后进入到共挤模具中，模具温度设置180-195，将共挤料按客户需要的颜色调整好着色剂比例。④投入到共挤螺杆中，螺杆温度设置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，挤出机真空度控制>0. 06MPa,各温控稳定15分钟后，开主机。挤出机的型号Φ65,长径比36:1
⑤主机喂料，控制电流在35-70%的设定电流上限，成型，牵引，待产品进入牵引履带模后，用料量以均勾涂布广品表面为宜。⑥按要求尺寸切割即得产品。实施例2
原材料准备
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自制ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):润滑剂A氧化聚乙烯蜡
(6):润滑剂B季戊四醇酯 ⑴润滑剂C乙撑双硬脂酰胺 ⑶耐磨剂A聚硅氧烷
⑶耐磨剂B聚四氟乙烯
(10):抗氧化剂A受阻酚类四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化剂B亚磷酸酯类三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯
(12):紫外光吸收剂A受阻胺类癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯
(13):紫外光吸收剂B苯并三唑类2-(2,-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑
(14):着色剂(按具体颜色要求配色)
具体实施例的工艺步骤
①将上述原料按质量比EAA:30kg, SMA 40 kg,ASA 70 kg，SAN树脂30 kg精密计量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加润滑剂A 1.5 kg，润滑剂B 1.5 kg，润滑剂Cl kg，耐磨剂AlO kg,耐磨剂B20 kg,抗氧剂A2 kg,抗氧剂B 2 kg,紫外光吸收剂A2 kg,紫外光吸收剂B 2 kg，着色剂按颜色要求提供；
②在每分钟200转的高速搅拌机中混合15分钟，投入到平行双螺杆中，温度设置从下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C，螺杆组合为中后段强剪切和强捏合(示例见附表)，切粒造粒烘干后待用(后面称该产品粒子为共挤料)。③取聚酯类玻璃钢产品通过加热设备的操作平台进行预加热，加热温度设置 160-180，然后进入到共挤模具中，模具温度设置180-195，将共挤料按客户需要的颜色调整好着色剂比例。④投入到共挤螺杆中，螺杆温度设置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，挤出机真空度控制>0. 06MPa,各温控稳定15分钟后，开主机。挤出机的型号Φ65,长径比36:1
⑤主机喂料，控制电流在35-70%的设定电流上限，成型，牵引，待产品进入牵引履带模后，用料量以均勾涂布广品表面为宜。
⑥按要求尺寸切割即得产品。本发明技术方案带来的有益效果
本发明生产的产品区别于一般玻璃钢产品，因共挤表面厚度只有O. Imm到O. 2mm, 大大降低了原先玻璃钢产品通体着色方法着色剂的用量，成本上有了很大的降低，另外表面层是丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，比原先类产品的耐候性成倍的比例提高，不会出现表面粉化、龟裂、严重褪色等现象。具体见平行比较的数据。本发明选用特定的相容剂和粘合剂改性共挤料应用于玻璃钢行业，替代传统的通体着色法和添加紫外光吸收剂和抗紫外剂方法，大幅度的提高玻璃钢的耐老化和耐水解性能，并使得玻璃钢产品耐磨、色彩多样化性能有更多的方案。在本发明的构思下，本领域技术人员可以推导出多个相似的或等同替代的技术方案，但是，各种技术方案，都在本发明的权利要求保护范围之内。
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权利要求
1.一种用于玻璃钢共挤的方法，其特征在于，用乙烯基丙烯酸酯(或盐)作为体系的相容剂，并在体系中引入苯乙烯-马来酸酐共聚物，实施方法为将乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物 (SAN)按一定的比例高速混合，并复配润滑体系、抗氧体系、抗紫外光体系、功能体系；在平行双螺杆挤出机中挤出造粒，作为表面涂布层材料；将需要包覆的玻璃钢产品固化后二次加热，进入到共挤模具和牵引机；共挤温度控制在170-205度，使其在涂布层材料能顺利融化；用小型平行双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机输送，提供给面层材料一定的压力，进行覆膜工作；按要求切割即得到产品。
2.按照权利要求I所述的一种用于玻璃钢共挤的方法，其特征在于，所述的的聚酯类玻璃钢共挤层的材料配比如下⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10⑵苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自制ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40%⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15(5):润滑剂A氧化聚乙烯蜡(6):润滑剂B季戊四醇酯⑴润滑剂C乙撑双硬脂酰胺⑶耐磨剂A聚硅氧烷⑶耐磨剂B聚四氟乙烯(10):抗氧化剂A受阻酚类四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(H):抗氧化剂B亚磷酸酯类三[2. 4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯(12):紫外光吸收剂A受阻胺类癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)酯(13):紫外光吸收剂B苯并三唑类2-(2,-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑(14):着色剂(按具体颜色要求配色)。
3.按照权利要求I所述的一种用于玻璃钢共挤的方法，其特征在于，所述的聚酯类玻璃钢共挤层的工艺步骤如下①将上述原料按质量比EAA10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN树脂10-30 份精密计量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加润滑剂A O. 3-1. 5份，润滑剂B O. 3-1. 5份，润滑剂C O. 2-1份，耐磨剂A 5-10份，耐磨剂B 5-20份，抗氧剂A O. 5-2份，抗氧剂B O. 5-2 份，紫外光吸收剂A O. 5-2份，紫外光吸收剂B O. 5-2份，着色剂按颜色要求提供；②在每分钟200转的高速搅拌机中混合15分钟，投入到平行双螺杆挤出机中，温度设置从下料到模具140°C -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C -225°C，螺杆组合为中后段强剪切和强捏合，切粒造粒烘干后待用；③取聚酯类玻璃钢产品通过加热设备的操作平台进行预加热，加热温度设置 160-180°C，然后进入到共挤模具中，模具温度设置180-195°C，将共挤料按需要的颜色，调整着色剂比例；④投入到共挤螺杆中，螺杆温度设置180°C-200°C - 205°C -205°C -200°C，挤出机真空度控制>0. 06MPa，各温控稳定15分钟后，开主机；⑤主机喂料，控制电流在35-70%的设定电流上限，成型，牵引，待产品进入牵引履带模后，用料量以均匀涂布产品表面为宜；⑥按要求尺寸切割即得产品。
全文摘要
一种用于玻璃钢共挤的方法，是用乙烯基丙烯酸酯(或盐)作为体系的相容剂，并在体系中引入苯乙烯-马来酸酐共聚物，实施方法为将乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN)按一定的比例高速混合，并复配润滑、抗氧化、抗紫外光、功能体系；在平行双螺杆挤出机中挤出造粒，作为表面涂布层材料；将需要包覆的玻璃钢产品固化后二次加热，进入到共挤模具和牵引机；共挤温度控制在170-205度，使其在涂布层材料能顺利融化；用小型平行双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机输送，提供给面层材料一定的压力，进行覆膜；按要求切割即得到产品；本方法可提高玻璃钢产品的耐老化性和耐水解性。
文档编号C08K5/134GK102604303SQ20121005949
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者常宗伟, 黄海峰 申请人:北京英伟技术发展有限公司