专利名称：高性能的聚酯玻璃钢复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及ー种高性能的聚酯玻璃复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚酯玻璃钢复合材料一般是指用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂得到的ー种化学复合材料。聚酯玻璃钢复合材料具有质轻而硬，不导电，机械强度高等优点。但是普通的聚酷玻璃钢存在弯曲強度低，软化点较低在90°C以下。难以满足ー些特殊场合使用的要求，如航空航天、汽车、建筑、健身器材等。
发明内容
综上所述，本发明有必要提供一种软化温度高的高性能的聚酯玻璃钢复合材料。—种高性能的聚酯玻璃钢复合材料，由以下重量百分比的组分组成双环戊ニ烯50-80%、过氧化氢10-30%、氧化钾1_3%、酚改性的六氯化钨O. 1-0. 5%、阻燃剂1_5%、纳米填料2-4%、玻璃纤维3-8%、金属填料1_3%，该聚酯玻璃钢复合材料软化温度在155-165°C之间。优选地，所述过氧化氢的重量百分比为18-22%、25-30%、28_30%。优选地，所述双环戊ニ烯的重量百分比为60-65%、73%_80%。优选地，所述金属填料为细度在200-500目之间的铜粉、鉄粉或者钨粉中的ー种或者多种。优选地，所述金属填料的细度为350目。优选地，所述纳米填料为纳米ニ氧化硅或者纳米碳酸钙中的至少ー种。优选地，所述聚酯玻璃刚复合材料的厚度为13_20mm。优选地，所述聚酯玻璃钢复合材料的邵氏硬度为98-108D，弯曲强度为185-195MPa，抗冲击强度为 260_285KJ/m2。ー种高性能的聚酯玻璃钢复合材料，由以下重量百分比的组分组成
双环戊ニ烯60%、65%、73%;
过氧化氢28%、22%、15%;
氧化钾1%、2%、2%;
酚改性的六氯化钨O. 4%、O. 4%、O. 4% ；
阻燃剂1%、1%、2%;
纳米填料3%、2%、2%;玻璃纤维4%、4. 7%、3%;
金属填料2. 6%、3%、2. 6%，上述组分的取值和为100%。本发明有必要提供一种制备上述的聚酯玻璃钢复合材料的方法，主要包括以下步骤
制备树脂片■ 在温度为30-60°C条件下，将35-50%重量的双环戊ニ烯、10-30%重量的过氧化氢、O. 1-0. 5%重量的酚改性的六氯化钨以及1-4%重量的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至160-250°C，在继续搅拌的前提下加入1-5%重量的阻燃剂、2-4%重量纳米填料、1-3%重量氧化钾，继续搅拌反应6-8小时，得到不饱和聚酯树脂，然后将该树脂加工成不饱和聚酯树脂片；
预浸玻璃纤维布取1-3%重量金属填料与15-30%重量双环戊ニ烯不饱和树脂混合均 匀，然后加入1-4%重量由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸；预浸之后对玻璃纤维布在130-150°C环境下进行干燥处理，得到预浸玻璃纤维布；
制备聚酯玻璃钢复合材料将若干上述的不饱和聚酯树脂片与玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的聚酯玻璃钢复合材料。本发明的聚酯玻璃钢复合材料，加入氧化钾可反应生成氢氧化钾，具有增稠的效果。通过加入过氧化氢能有效的提高该复合材料的软化温度，可以提高该聚酯玻璃钢复合材料的软化温度。
具体实施例方式下面结合一些具体实施方式
对本发明的高性能的聚酯玻璃钢复合材料的组成成分及其制备方法作进ー步的描述。具体实施例为进一歩详细说明本发明，非限定本发明的保护范围。本发明的高性能的聚酯玻璃刚复合材料由双环戊ニ烯、过氧化氢、催化剂、增稠剂、纳米碳酸钙、玻璃纤维以及金属填料组成，各组分的重量百分比为双环戊ニ烯50-80%、过氧化氢10-30%、氧化钾1_3%、酚改性的六氯化钨O. 1-0. 5%、阻燃剂1_5%、纳米填料2-4%、玻璃纤维1-8%、金属填料1_3%，上述组分的取值和为100%。其中，所述过氧化氢的重量百分比为18-25%、25-28%、28-30% ;所述双环戊ニ烯的重量百分比为60-65%、75%-80% ;所述玻璃纤维的重量百分比为3_5%时，制备得到的聚酯玻璃刚复合材料的软化温度可达160°C及以上。双环戊ニ烯通过加入过氧化氢，可以将部分的双环戊ニ烯反应生成ニ氧化双环戊ニ烯。所以聚双环戊ニ烯树脂混合包含有ニ氧化双环戊ニ烯，从而提高了聚酯玻璃钢复合材料的软化温度，同时加入阻燃剂以及氧化钾以提高该复合材料的软化温度。且该氧化钾可反应生成氢氧化钾，具有增稠作用。纳米填料、玻璃纤维、金属填料用于增强该复合材料的硬度，另外纳米填料可调节双环戊ニ烯的增稠速度，从而可促进复合材料的内部的玻璃纤维、纳米填料与金属填料的均匀分布。所述酚改性的六氯化钨用于催化双环戊ニ烯发生化学反应。本发明的酚改性的六氯化钨的制备方法为将叔丁基苯酚置于反应器中，抽真空同时冲入氮气将反应器中的空气与水汽排出，然后加入甲苯、六氯化钨，在85°C左右的条件下回流反应18小时，即可得到酚改性的六氯化钨。所述叔丁基苯酚的牌号为1010，选自宁
波金海雅保。以下结合具体实施例对本发明的高性能聚酯玻璃刚复合材料的各组分含量以及制备方法予以详细说明
实施例I
制备聚酯树脂片在温度为30°C条件下，将50kg双环戊ニ烯、18kg的过氧化氢、O. 3kg酚改性的六氯化钨以及2. 7kg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至160 V左右，在继续搅拌的前提下加入4kg溴化聚苯乙烯，其牌号为PBS-64HW、3kg纳米ニ氧化硅、2kg氧化钾，继续搅拌反应6小时左右，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成2mm的不饱和、聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取3kg细度为500目的铁粉与铜粉混合物，然后将上述混合物与15kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入2kg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为150°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述4层不饱和树脂片与4层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为13mm。实施例2
制备聚酯树脂片在温度为40°C条件下，将35kg双环戊ニ烯、30kg的过氧化氢、O. 5kg酚改性的六氯化钨以及4kg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至200°C左右，在继续搅拌的前提下加入5kg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、4kg纳米ニ氧化硅、I. 5kg氧化钾，继续搅拌反应6左右小时，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成3mm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取Ikg细度为500目的铁粉与铜粉混合物，然后将上述混合物与17kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入2kg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为150°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述4层不饱和树脂片与4层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为14mm。实施例3
制备聚酯树脂片在温度为60°C条件下，将50kg双环戊ニ烯、IOkg的过氧化氢、O. 3kg酚改性的六氯化钨以及2kg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至250°C左右，在继续搅拌的前提下加入2kg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、I. 7kg纳米碳酸钙、Ikg ニ氧化硅、Ikg氧化钾，继续搅拌反应6左右小时，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成Imm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取Ikg细度为350目的铁粉，然后将上述混合物与30kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入Ikg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为130°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述9层不饱和树脂片与7层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为15mm。实施例4
制备聚酯树脂片在温度为60°C条件下，将30kg双环戊ニ烯、28kg的过氧化氢、O. 4kg酚改性的六氯化钨以及2kg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至250°C左右，在继续搅拌的前提下加入Ikg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、3kg纳米碳酸钙、Ikg氧化钾，继续搅拌反应6左右小时，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成2mm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取2. 6kg细度为350目的铁粉与钨粉混合物，然后将上述混合物与30kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入2kg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为130°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述2层不饱和树脂片与5层预浸玻璃纤维布 通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为13_左右。实施例5
制备聚酯树脂片在温度为65°C条件下，将45kg双环戊ニ烯、15kg的过氧化氢、O. 4kg酚改性的六氯化钨以及Ikg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至250°C左右，在继续搅拌的前提下加入2kg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、2kg纳米碳酸钙、2kg氧化钾，继续搅拌反应6左右小时，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成Imm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取2. 6kg细度为350目的鉄粉与铜粉混合物，然后将上述混合物与38kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入2kg玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为130°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述7层不饱和树脂片与8层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为13_左右。实施例6
制备聚酯树脂片在温度为50°C条件下，将45kg双环戊ニ烯、23kg的过氧化氢、O. 4kg酚改性的六氯化钨以及Ikg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至250°C左右，在继续搅拌的前提下加入2kg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、Ikg纳米ニ氧化硅、2kg氧化钾，继续搅拌反应6左右小时，可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成2mm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取2. 6kg细度为350目的鉄粉、铜粉以及钨粉混合物，然后将上述混合物与20kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入3kg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为130°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述6层不饱和树脂片与6层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为20_左右。对比例I
制备聚酯树脂片在温度为50°C条件下，将55kg双环戊ニ烯、O. 4kg酚改性的六氯化钨以及4kg的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至250°C左右，在继续搅拌的前提下加入3kg溴化聚苯こ烯，其牌号为PBS-64HW、3kg纳米ニ氧化娃、4kg氧化钾,继续搅拌反应6左右小时,可得到耐高温的双环戊ニ烯不饱和聚酯树脂。然后将该双环戊ニ烯不饱和树脂加工成2mm的不饱和聚酯树脂片备用。预浸玻璃纤维布取2. 6kg细度为350目的鉄粉、铜粉以及钨粉混合物，然后将上述混合物与25kg双环戊ニ烯不饱和树脂中混合均匀，然后加入4kg由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸，然后在温度为130°C环境中进行干燥，得到预浸玻璃纤维布。制备聚酯玻璃钢复合材料分别将上述6层不饱和树脂片与6层预浸玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料，该玻璃钢复合材料的厚度为20_左右。本发明的耐高温聚酯玻璃钢复合材料通过在双环戊ニ烯中加入过氧化氢，可有效 的提高聚酯玻璃钢复合材料的软化温度及耐腐蚀性，氧化钾加入后可与水反应生成氢氧化钾，具有增稠的效果，同时还有阻燃的效果。通过加入纳米填料与玻璃纤维、金属填料制备得到的聚酯玻璃钢复合材料的具有较高的抗冲击强度与弯曲強度。制备该耐高温聚酯玻璃钢复合材料的方法是通过模压エ艺制备，将7层聚酯树脂片与9层玻璃布纤维布投入模具内，在250°C以上的高温条件下利用模压使得聚酯树脂片与玻璃纤维布能较好的融合在一起，制备得到该聚酯玻璃钢复合材料，使得玻璃纤维较均匀的分布在材料中。本发明的耐高温聚酯玻璃钢复合材料通过增加过氧化氢使部分的双环戊ニ烯生成ニ氧化双环戊ニ烯，因此制备成的聚酯玻璃钢复合材料的具有较高的软化点温度，以及大大提高了该聚酯玻璃钢复合材料的耐腐蚀性；同时在制备的同时增加了玻璃纤维与玻璃纤维制成的玻璃纤维布，因此大大的提高了该聚酯玻璃钢复合材料的抗弯强度；另外在制备聚酯玻璃钢复合材料吋，加入了金属粉，提高了其抗冲击性能与耐磨性能。请參阅表I详细的描述了该耐高温聚酯玻璃钢复合材料的性能。表I'.\ 实族实施实施实施实族实施实族对Λ锔
Λβ X
\ 飼'I M 2 jW 3 俩 4 jW 5 例 6 I
Si试項_______
权利要求
1.ー种高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在干由以下重量百分比的组分组成双环戊ニ烯50-80%、过氧化氢10-30%、氧化钾1_3%、酚改性的六氯化钨O. 1-0. 5%、阻燃剂1-5%、纳米填料2-4%、玻璃纤维3-8%、金属填料1-3%，该聚酯玻璃钢复合材料软化温度在155-165°C 之间。
2.根据权利要求I所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述过氧化氢的重量百分比为18-22%、25-30%或28_30%。
3.根据权利要求I所述的耐高温聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述双环戊ニ烯的重量百分比为60-65%或73%-80%。
4.根据权利要求I所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述金属填料为细度在200-500目之间的铜粉、铁粉或者钨粉中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述金属填料的细度为350目。
6.根据权利要求I所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述纳米填料为纳米ニ氧化硅或者纳米碳酸钙中的至少ー种。
7.根据权利要求I所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述聚酯玻璃刚复合材料的厚度为13-20mm。
8.根据权利要求I所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于所述聚酯玻璃钢复合材料的邵氏硬度为98-108D，弯曲强度为185-195MPa，抗冲击强度为260_285KJ/m2。
9.ー种高性能的聚酯玻璃钢复合材料，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成 双环戊ニ烯60%、65%、73%; 过氧化氢28%、22%、15%; 氧化钾1%、2%、2%; 酚改性的六氯化钨O. 4%、O. 4%、O. 4% ； 阻燃剂1%、1%、2%; 纳米填料3%、2%、2%; 玻璃纤维4%、4. 7%、3%; 金属填料2. 6%、3%、2. 6%，上述组分的取值和为100%。
10.制备权利要求1-9任一项所述的高性能的聚酯玻璃钢复合材料的方法，主要包括以下步骤 制备树脂片■ 在温度为30-60°C条件下，将35-50%重量的双环戊ニ烯、10-30%重量的过氧化氢、O. 1-0. 5%重量的酚改性的六氯化钨以及1-4%重量的玻璃纤维加入反应釜中，进行搅拌使得所上述所有物质混合均匀，然后将反应釜的温度提高至160-250°C，在继续搅拌的前提下加入1-5%重量的阻燃剂、2-4%重量纳米填料、1-3%重量氧化钾，继续搅拌反应6-8小时，得到不饱和聚酯树脂，然后将该树脂加工成不饱和聚酯树脂片； 预浸玻璃纤维布取1-3%重量金属填料与15-30%重量双环戊ニ烯不饱和树脂混合均匀，然后加入1-4%重量由玻璃纤维纺织成的玻璃纤维布进行预浸；预浸之后对玻璃纤维布在130-150°C环境下进行干燥处理，得到预浸玻璃纤维布； 制备聚酯玻璃钢复合材料将若干上述的不饱和聚酯树脂片与玻璃纤维布通过模压エ艺制备形成高性能的聚酯玻璃钢复合材料。
全文摘要
本发明提供一种高性能的聚酯玻璃钢复合材料及其制备方法，该高性能的聚酯玻璃钢复合材料由以下重量百分比的组分组成双环戊二烯50-80%、过氧化氢10-30%、氧化钾1-3%、六氯化钨0.1-0.5%、阻燃剂1-5%、纳米填料2-4%、玻璃纤维1-8%、金属填料1-3%。双环戊二烯通过加入过氧化氢、阻燃剂以及氧化钾可以提高聚酯玻璃钢复合材料的软化温度，该聚酯玻璃钢复合材料的软化温度在150℃以上。
文档编号C08K5/1515GK102719067SQ20121021805
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者凤翔 申请人:广州高金技术产业集团有限公司