一种空心玻璃微珠改性frp板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法，其原料组成主要包括55~75wt%树脂，15~35wt%玻璃纤维，0.2~1.0wt%促进剂，0.5~1.5wt%固化剂，3~15wt%空心玻璃微珠，制备的步骤包括称量、搅拌、反应、成型和脱模。本发明利用了抗压强度高、密度较小、热导率较低的空心玻璃微珠改善了FRP板的保温隔热性能、抗压强度，降低了FRP板的自重。
【专利说明】一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种FRP板及其制备方法，特别涉及一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]FRP板俗称玻璃钢板，是一种复合材料，主要由两部分材料组成。一部分称为增强材料，在复合材料中起骨架作用，主要是玻璃纤维；另一部分称为基体材料，在复合材料中起粘结作用，主要是各类树脂，包括环氧树脂、不饱和聚酯树脂等。玻璃纤维能够增强FRP板的力学性能，因此FRP平板的抗压和抗弯折性能出色，此外FRP板自重轻、表面光滑、易清洁、耐老化、耐腐蚀，被广泛用于建筑采光顶、装饰幕墙和外墙、高档汽车、冷藏车车厢板以及净化、医疗、食品卫生等工程之中。
[0003]随着能源危机日趋严重，节能尤其是建筑节能的概念已经深入人心，在建筑行业中人们已经采取各种措施来增强建筑围护结构的隔热保温性能，提高建筑对能源的利用效率，降低建筑物的能耗。但从目前市场上FRP板的情况来看，对于采光顶和装饰幕墙、外墙这些用途的FRP板产品并没有特别去改善其保温隔热能力，使得采用FRP板作为采光顶、幕墙、外墙等形式的建筑围护结构并不具备建筑节能的效果，不符合建筑节能的发展趋势。
[0004]空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，热导率更低。空心玻璃微珠是二十世纪五六十年代发展起来的一种微米级新型轻质材料，其主要成分是硼硅酸盐，一般粒径为5?250μπι，壁厚为2?50 μ m;空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能，被广泛地使用在玻璃钢、人造大理石、人造玛瑙等复合材料以及石油工业、航空航天、新型高速列车、汽车轮船、隔热涂料等领域。
[0005]目前，研究并制备空心玻璃微珠改性FRP板，以使得其能够满足建筑节能中作为保温隔热的建筑围护结构的工作目前尚未有报道。
【发明内容】
[0006]本发明公开了一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法,这种FRP板相比传统FRP板，具有质量轻、保温隔热性能好的优势。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种空心玻璃微珠改性FRP板，原料由55?75wt%树脂，15?35wt%玻璃纤维，O. 2?I. 0wt%促进剂，O. 5?I. 5wt%固化剂，3?15wt%空心玻璃微珠组成。
[0008]所述的树脂为不饱和聚酯树脂。
[0009]所述的玻璃纤维的直径为O. 05?0. 3mm,长度为30?50臟。
[0010]所述的固化剂为甲乙酮。
[0011]所述的促进剂为钴水。
[0012]所述的空心玻璃微珠，其外直径为10?50 μ m,内直径为8?45 μ m。
[0013]上述一种空心玻璃微珠改性FRP板的制备方法，主要包括了以下步骤:
(1)称量:称量所述树脂、玻璃纤维、促进剂、固化剂和空心玻璃微珠备用；
(2)搅拌:将称量好的所述树脂注入反应容器，并以搅拌器进行搅拌，并依次向反应容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纤维，继续搅拌；
(3)反应:保持搅拌的同时，向反应容器中首先注入促进剂，再注入固化剂，待其发生反应；
(4)成型:将反应容器中的反应混合物倒入事先准备好的板槽状模具，静置成型；
(5)脱模:将板槽状模具中成型完毕的FRP板脱模取出。
[0014]所述的步骤(2)的搅拌时间为l(T30min。
[0015]所述的步骤(3)注入促进剂后的反应时间为5?10min，注入固化剂后的反应时间为 5?lOmin。
[0016]上述制备方法中，所述搅拌器的搅拌速率为20(T400 r/min。
[0017]本发明利用密度小、热导率低的空心玻璃微珠加入FRP板的制造原料之中，通过反应成型得到空心玻璃微珠改性FRP板，一方面能够进一步降低FRP板的密度，从而减小了FRP板的自重，从而便于运输、安装和使用；另一方面，低热导率的空心玻璃微珠能够有效进一步地降低FRP板的热导率，从而提高其保温隔热性能，使其作为一种节能型的建筑围护结构材料的使用变为可能；此外细小的空心玻璃微珠有助增强FRP板的力学性能。
[0018]这种FRP板的生产成本随空心玻璃微珠的添加量的提高而有所增加(2?10%)，但添加空心玻璃微珠后，FRP板的热导率能够降低1(Γ35% (经测试空心玻璃微珠改性FRP板的热导率最低可达0.186 W/nT1.K—1，相对未添加空心玻璃微珠样品降低了 35%)，因此本发明在经济上是完全可行的。同时，本发明中的空心玻璃微珠改性FRP板的制备工艺简单易行，通过有限度地改进现有FRP板生产工艺，完全能够实现这种空心玻璃微珠改性FRP板的大规模生产制造。
【具体实施方式】
[0019]为了更好地帮助理解本发明的内容，下面结合具体实施例进行阐述，但本发明的内容包括而不仅限于下述实施方式。
[0020]实施例1:
一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法，它包括如下要点:
(1)原料组成:55wt%树脂，35wt%玻璃纤维，1.0wt%促进剂，1.5wt%固化剂，7.5wt%空心玻璃微珠组成，所述的树脂为不饱和聚酯树脂，所述的玻璃纤维直径为0.1mm，长度为30mm,所述的促进剂为钴水，所述的固化剂为甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直径为30 μ m,内直径为25 μ m ；
(2)称量:按照上述原料组成的质量比例进行称量，称量完毕将所述树脂、玻璃纤维、促进剂、固化剂和空心玻璃微珠备用；
(3)搅拌:将称量好的所述树脂注入反应容器，并以搅拌器进行搅拌，并依次向反应容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纤维，继续搅拌20min，搅拌速率300 r/min ；
(4)反应:保持搅拌的同时，向反应容器中首先注入促进剂，再注入固化剂，待其发生反应，反应时间8min,300 r/min ；
(5)成型:将反应容器中的反应混合物倒入事先准备好的板槽状模具，静置成型；
(6)脱模:将板槽状模具中成型完毕的FRP板脱模取出。
[0021]经过测试，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度为1.33 g/cm3，热导率为0.208W/πΓ1.K—1，抗压强度为 150 MPa。
[0022]实施例2:
一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法，它包括如下要点:
(1)原料组成:67wt%树脂，26wt%玻璃纤维，0.6wt%促进剂，0.8wt%固化剂，5.6wt%空心玻璃微珠组成，所述的树脂为不饱和聚酯树脂，所述的玻璃纤维直径为0.2mm，长度为50mm,所述的促进剂为钴水，所述的固化剂为甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直径为45 μ m,内直径为40μ m ；
(2)称量:按照上述原料组成的质量比例进行称量，称量完毕将所述树脂、玻璃纤维、促进剂、固化剂和空心玻璃微珠备用；
(3)搅拌:将称量好的所述树脂注入反应容器，并以搅拌器进行搅拌，并依次向反应容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纤维，继续搅拌15min，搅拌速率280 r/min ；
(4)反应:保持搅拌的同时，向反应容器中首先注入促进剂，再注入固化剂，待其发生反应，反应时间lOmin，搅拌速率280 r/min ；
(5)成型:将反应容器中的反应混合物倒入事先准备好的板槽状模具，静置成型；
(6)脱模:将板槽状模具中成型完毕的FRP板脱模取出。
[0023]经过测试，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度为1.21 g/cm3,热导率为0.192W/HT1.K—1，抗压强度为 167 MPa。
[0024]实施例3:
一种空心玻璃微珠改性FRP板及其制备方法，它包括如下要点:
(1)原料组成:70wt%树脂，23wt%玻璃纤维，0.8wt%促进剂，1.2wt%固化剂，5 wt%空心玻璃微珠组成，所述的树脂为不饱和聚酯树脂，所述的玻璃纤维直径为0.3mm，长度为45mm,所述的促进剂为钴水，所述的固化剂为甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直径为50 μ m,内直径为45μπι ；
(2)称量:按照上述原料组成的质量比例进行称量，称量完毕将所述树脂、玻璃纤维、促进剂、固化剂和空心玻璃微珠备用；
(3)搅拌:将称量好的所述树脂注入反应容器，并以搅拌器进行搅拌，并依次向反应容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纤维，继续搅拌18min，搅拌速率220 r/min ；
(4)反应:保持搅拌的同时，向反应容器中首先注入促进剂，再注入固化剂，待其发生反应，反应时间6min，搅拌速率220 r/min ；
(5)成型:将反应容器中的反应混合物倒入事先准备好的板槽状模具，静置成型；
(6)脱模:将板槽状模具中成型完毕的FRP板脱模取出。
[0025]经过测试，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度为1.07g/cm3,热导率为0.186W/HT1.K—1，抗压强度为 188 MPa。
【权利要求】
1.一种空心玻璃微珠改性FRP板，其特征在于原料由55?75wt%树脂，15^35wt%玻璃纤维，0.2?1.0wt%促进剂，0.5?1.5wt%固化剂，3?15wt%空心玻璃微珠组成。
2.如权利要求1所述一种空心玻璃微珠改性FRP板，其特征在于所述树脂为不饱和聚酯树脂。
3.如权利要求1所述一种空心玻璃微珠改性FRP板，其特征在于所述玻璃纤维直径为0.05?0.3mm,长度为 30?50mm。
4.如权利要求1所述一种空心玻璃微珠改性FRP板，其特征在于所述固化剂为甲乙酮。
5.如权利要求1所述一种空心玻璃微珠改性FRP板，其特征在于所述促进剂为钴水。
6.如权利要求1所述一种空心玻璃微珠改性FRP板,其特征在于所述空心玻璃微珠外径为10?50 μ m,内径为8?45 μ m。
7.—种空心玻璃微珠改性FRP板的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)称量:称量树脂、玻璃纤维、促进剂、固化剂和空心玻璃微珠备用； (2)搅拌:将称量好的树脂注入反应容器，并以搅拌器进行搅拌，并依次向反应容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纤维； (3)反应:保持搅拌的同时，向反应容器中首先注入促进剂，再注入固化剂，待其发生反应； (4)成型:将反应容器中的反应混合物倒入事先准备好的板槽状模具，静置成型； (5)脱模:将板槽状模具中成型完毕的FRP板脱模取出。
8.如权利要求7所述的一种空心玻璃微珠改性FRP板的制备方法，其特征在于所述步骤(2)的搅拌时间为l(T30min。
9.如权利要求7所述的一种空心玻璃微珠改性FRP板的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中注入促进剂后的反应时间为5?lOmin，注入固化剂后的反应时间为5?lOmin。
10.如权利要求7所述的一种空心玻璃微珠改性FRP板的制备方法,其特征在于搅拌器的搅拌速率为200?400 r/min。
【文档编号】C08K13/04GK104292786SQ201310295202
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】罗多, 程曦, 廖作桂, 武文轩, 陈怡
申请人:珠海兴业绿色建筑科技有限公司, 佛山市三水森诺建材有限公司, 珠海兴业新能源科技有限公司, 珠海兴业光电科技有限公司, 珠海兴业节能科技有限公司, 湖南兴业太阳能科技有限公司, 湖南兴业绿色能源科技有限公司