一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料及其制备方法与流程

文档序号:21814330发布日期:2020-08-11 21:22阅读:466来源:国知局
一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料及其制备方法与流程

本发明涉及高温复合材料的制备技术领域,具体涉及一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料及其制备方法。



背景技术:

目前,国内对高温阻燃材料的阻燃性能评价指标主要体系在氧指数、垂直和水平燃烧、烟密度、烟毒性等方面,其对阻燃材料在燃烧中或燃烧后的性能没有提出具体要求。随着对火灾安全研究的逐渐深入,人们发现发生火灾后,材料或结构的力学性能对采取救援措施、紧急疏散、逃生等有着至关重要的作用。国外已经有相关标准,例如,《船用纤维增强聚合物(frp)格栅》标准中对火灾中结构件的完整性提出了要求,其将材料受热时和受热后的力学性能也纳入了阻燃考核要求。

玻璃纤维复合材料的高温阻燃性能受到其所用树脂基体性能的制约。目前,一般通过向高温型树脂中加入各种助剂,并利用玻璃纤维作为骨架来制备高温玻纤复合材料。但以酚醛树脂作基体的玻纤复合材料在受热温度达到927℃,树脂发生碳化后,其结构完整性将大幅度降低,即使加入常规添加剂也没有明显提高。因此,常规的酚醛树脂基玻纤复合材料受热后的力学性能和结构完整性均较差。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述技术不足,提出一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料及其制备方法,解决现有技术中常规的酚醛树脂基玻纤复合材料受热后的力学性能和结构完整性均较差的技术问题。

为达到上述技术目的,本发明的第一方面提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,该高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

本发明的第二方面提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

将硅改性酚醛树脂、氢氧化铝和/或氢氧化镁、高岭土、气相二氧化硅和滑石粉均匀混合,得到混合物;

将上述混合物与玻璃纤维以层状交叠的形式铺设于模具中,最终经固化后得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

本发明第二方面提供的高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法用于得到本发明第一方面提供的高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明通过采用硅改性酚醛树脂作为玻璃纤维增强塑料的树脂基体,并加入氢氧化铝、氢氧化镁、高岭土、气相二氧化硅和滑石粉作为无机添加剂,充分发挥各组分间的协同作用,所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料具有较高的常温弯曲强度、氧指数大于60、且火灾结构完整性为一级。

附图说明

图1是本发明提供的高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法一实施方式的工艺流程图;

图2是本发明火灾结构完整性测试中所采用的astme119-2018升温曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明的第一方面提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,该高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

本体系中,玻璃纤维起到骨架的支撑作用,保证材料的连续性及强度均匀性;硅改性酚醛树脂在耐高温和阻燃性能方面具有很大的优势,它在燃烧过程中由表及里形成碳化区、裂解区和原始区,含氧且高度交联的化学结构使酚醛基体在热裂解过程中主要发生自由基转移、高温脱羰及脱氢成炭反应,依靠纤维的桥联作用在材料表层碳化区和裂解区形成多孔碳化层,有效阻碍氧气的渗入和热裂解所产生的易燃小分子逸出,起凝聚相阻燃作用,引入有机硅后,能进一步提高树脂熔点,增强树脂的阻燃性能;与其他阻燃剂相比,氢氧化铝/氢氧化镁在高温时能分解为氧化铝/氧化镁和水,水在高温下形成蒸汽,既降低可燃气体浓度,隔绝空气,又使高岭土水化、溶解,分布均匀致密,在表面形成致密保护层,防止树脂进一步降解;气相二氧化硅的加入可以改变树脂的流变性,能够作为体系中其它粉料的抗结块剂,防止粉末在树脂中沉降,同时,气相二氧化硅能够耐高温,纳米级尺寸分布于体系中,也能够提高该增强塑料的耐高温性能;滑石粉与酚醛树脂相容性好,能够提高产品刚度,降低热膨胀系数,能够促进流动,具有润滑作用,可降低成型过程中纤维损伤程度,同时滑石粉自身含有大量硅酸盐、二氧化硅能够进一步提高体系的耐高温性能。

优选地,上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

在上述范围内,所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料具有更好的耐高温性能。

优选地,上述玻璃纤维为连续的无碱玻璃纤维,其具有较好的耐高温性能,同时也能保证复合材料强度的连续性和均匀性。

优选地,上述硅改性酚醛树脂由硅烷与酚醛树脂反应得到。

进一步地,上述硅烷为十六烷基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷中的一种或多种。

优选地,上述硅改性酚醛树脂的粘度为8~10pa,此粘度的硅改性酚醛树脂,加入其它添加剂后,流动性、触变性良好,利于复合材料制备,使复合材料具有优良的性能。

进一步地,上述硅改性酚醛树脂通过以下步骤得到:

(1)将苯酚溶液、甲醛溶液和氢氧化钠均匀混合,并加热至70~90℃,保温2~3h,随后在真空和70~80℃的条件下,继续反应1~2h,得到酚醛树脂中间体;

(2)将硅烷、水和甲醇均匀混合,调节ph至3~5,在25~35℃下搅拌3~5h,静置分层,所得油相为经预处理的硅烷;

(3)将上述酚醛树脂中间体和上述经预处理的硅烷均匀混合,并加热至70~80℃继续反应,至粘度达到20pa·s,终止反应并降温至35~45℃,加入无水乙醇,调节黏度至8~10pa·s,最后得到上述硅改性酚醛树脂。

更进一步地,上述苯酚与甲醛的摩尔比为1:(1~1.5)。

更进一步地,上述氢氧化钠的加入量为苯酚溶液与甲醛溶液加入量之和的0.5~1.5%。

更进一步地,上述硅烷的加入量为苯酚溶液与甲醛溶液加入量之和的1~5%。

具体地,上述苯酚溶液的质量分数为98%,上述甲醛溶液的质量分数为37%。

更进一步地,上述硅烷、水、甲醇的体积比为1:(0.8~1.2):(2~4)。

更进一步地,上述真空条件为相对真空度达到-0.01mpa。

优选地,上述高岭土的粒径为0.8~2μm。若粒径过大,将使所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料致密性差,降低高温阻燃玻璃纤维增强塑料的弯曲强度;若粒径过小,将使树脂基体的流动性能降低,与玻璃纤维接触面积减少,影响所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料的力学性能和火灾完整性等级。

请参阅图1,本发明的第二方面提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s1:将硅改性酚醛树脂、氢氧化铝和/或氢氧化镁、高岭土、气相二氧化硅和滑石粉均匀混合,得到混合物;

s2:将上述混合物与玻璃纤维以层状交叠的形式铺设于模具中,最终经固化后得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

本发明第二方面提供的高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法用于得到本发明第一方面提供的高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

优选地,上述固化过程中,固化温度为160℃~170℃,固化时间为2h~3h。

为避免赘述,本发明以下各实施例和对比例中采用的硅改性酚醛树脂的制备方法总结如下:

十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂的制备:

(11)将96g质量分数为98%的苯酚溶液、97g质量分数为37%的甲醛溶液和1.93g氢氧化钠均匀混合,并加热至80℃,保温3h,随后在真空和75℃的条件下,继续反应1.5h,得到酚醛树脂中间体。

(21)将十六烷基三甲氧基硅烷、水和甲醇按1:1:3的体积比均匀混合,调节ph至4,在30℃下搅拌4h,静置分层,所得油相为经预处理的硅烷;其中,所用十六烷基三甲氧基硅烷的质量为5.79g。

(31)将上述酚醛树脂中间体和上述经预处理的硅烷均匀混合,并加热至75℃继续反应,至粘度达到20pa·s,终止反应并降温至40℃,加入无水乙醇,调节黏度至8~10pa·s,最后得到上述硅改性酚醛树脂。

氨基丙基三乙氧基硅烷改性酚醛树脂的制备:

(21)将96g质量分数为98%的苯酚溶液、97g质量分数为37%的甲醛溶液和1.93g氢氧化钠均匀混合,并加热至80℃,保温3h,随后在真空和75℃的条件下,继续反应1.5h,得到酚醛树脂中间体。

(22)将氨基丙基三乙氧基硅烷、水和甲醇按1:0.8:4的体积比均匀混合,调节ph至4.5,在35℃下搅拌3h,静置分层,所得油相为经预处理的硅烷;其中,所用氨基丙基三乙氧基硅烷的质量为2.895g。

(23)将上述酚醛树脂中间体和上述经预处理的硅烷均匀混合,并加热至80℃继续反应,至粘度达到20pa·s,终止反应并降温至45℃,加入无水乙醇,调节黏度至8~10pa·s,最后得到上述硅改性酚醛树脂。

六甲基二硅氧烷改性酚醛树脂的制备:

(31)将96g质量分数为98%的苯酚溶液、97g质量分数为37%的甲醛溶液和1.93g氢氧化钠均匀混合,并加热至80℃,保温3h,随后在真空和75℃的条件下,继续反应1.5h,得到酚醛树脂中间体。

(32)将六甲基二硅氧烷、水和甲醇按1:1.2:2.5的体积比均匀混合,调节ph至3.5,在25℃下搅拌5h,静置分层,所得油相为经预处理的硅烷;其中,所用六甲基二硅氧烷的质量为8.69g。

(33)将上述酚醛树脂中间体和上述经预处理的硅烷均匀混合,并加热至70℃继续反应,至粘度达到20pa·s,终止反应并降温至35℃,加入无水乙醇,调节黏度至8~10pa·s,最后得到上述硅改性酚醛树脂。

实施例1~5和对比例1~7中所用的硅改性酚醛树脂均为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂,实施例6中所用的硅改性酚醛树脂为氨基丙基三乙氧基硅烷改性酚醛树脂,实施例7中所用的硅改性酚醛树脂为六甲基二硅氧烷改性酚醛树脂。

实施例1

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s12:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例2

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s21:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s22:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例3

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s31:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s32:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例4

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s41:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化镁、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s42:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例5

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s51:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、氢氧化镁、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s52:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例6

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s61:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s62:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为氨基丙基三乙氧基硅烷改性酚醛树脂。

实施例7

本实施例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s71:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s72:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为六甲基二硅氧烷改性酚醛树脂。

对比例1

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11a:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21a:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

对比例2

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11b:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21b:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

对比例3

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11c:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入三氧化二锑、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21c:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

对比例4

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11d:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、膨润土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21d:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

对比例5

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11e:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21e:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

对比例6

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11f:按上述重量百分比称取原料,在酚醛树脂中加入气相二氧化硅后,用电动搅拌器混合均匀,再依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21f:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述酚醛树脂为未经硅改性的常规酚醛树脂。

对比例7

本对比例提供了一种高温阻燃玻璃纤维增强塑料,按重量百分比计,由以下原料组成:

上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料的制备方法,包括以下步骤:

s11g:按上述重量百分比称取原料,在硅改性酚醛树脂中依次加入氢氧化铝、高岭土和滑石粉,并用电动搅拌器混合均匀,得到混合物;

s21g:将上述混合物涂刷于模具内,并在其上面铺布玻璃纤维,交替重复多次,直至厚度达到2mm,最后在170℃下固化2h,室温冷却后,得到上述高温阻燃玻璃纤维增强塑料。

其中,上述硅改性酚醛树脂为十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂。

上述各实施例1~7和对比例1~7中所用原料总结为表1,表1中数据均按质量百分数进行统计。

表1

试验组

对上述实施例1~7和对比例1~7所得材料进行弯曲强度测试、氧指数测试和火灾结构完整性测试,结果见表2。其中,测试方法如下:

1、弯曲强度测试方法:

使用三点弯曲测试程序,试样应具有50000psi(344738kpa)或更高的弯曲强度。

试样尺寸:305mm*478mm,

2、氧指数测试方法:

依据gb/t8924-2005《玻璃纤维增强塑料燃烧性能试验方法氧指数法》测试。

3、火灾结构完整性测试方法:

试样尺寸:203mm*305mm

在试样无支撑跨距中心位置施加集中静载,按升温曲线保持60min,记录试样的垮塌时间;如果试样在60min内没有发生垮塌,被认为符合一级结构火灾完整性;如果垮塌,则认定为0级。载荷为88lbf(391n),与试样接触面为0.09m2的正方形。

炉温控制曲线:按照astme119-2018升温制度(具体见图2),在60min将温度升高到927℃。

表2

(表中氧含量>60%是指试样在氧含量达到60%时仍不燃烧,未继续测试,记录为氧指数大于60。)

由表2可以看出,实施例1~7均具有较高的常温弯曲强度,氧指数达到60%以上,火灾结构完整性可达一级。与实施例1相比,实施例4和实施例5分别以氢氧化镁完全替代或部分替代氢氧化铝,仍然获得了较高的常温弯曲强度,氧指数达60%以上,火灾结构完整性可达一级。实施例4中,因氢氧化镁与树脂基体的相容性较氢氧化铝略低,所以常温弯曲强度低于实施例1。与实施例1相比,实施例6和实施例7分别以氨基丙基三乙氧基硅烷改性酚醛树脂和六甲基二硅氧烷改性酚醛树脂替代十六烷基三甲氧基硅烷改性酚醛树脂,仍然获得了较高的常温弯曲强度,氧指数达60%以上,火灾结构完整性达到一级水平,说明硅改性酚醛树脂能够提高耐高温性能。与实施例1相比,对比例1中加入较少的硅改性酚醛树脂,使玻璃纤维的表面没有足够量的树脂包裹,制得的复合材料有玻纤裸露,造成局部的力学缺陷,降低材料的弯曲强度;同时,在火灾完整性测试中,由于硅改性酚醛树脂的加入量较少,燃烧后体系的成碳量减少,增加了热量释放,从而最终导致阻燃性较低。与实施例1相比,对比例2中加入较多的硅改性酚醛树脂,导致所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料的脆性较大;同时,由于作为骨架的玻璃纤维的加入量较少,导致所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料的常温弯曲强度较低,在火灾结构完整性测试中极易垮塌。与实施例1相比,对比例3中采用三氧化二锑替代氢氧化铝,导致体系固化时间长、固化度偏低;同时,三氧化二锑也无法在高温条件下分解生成水蒸气,降低了高岭土的水化程度,无法进一步形成阻止树脂进一步降解的保护层,从而降低常温弯曲强度和氧指数。对比例4中采用膨润土替代高岭土,由于膨润土本身增稠性能明显,导致形成的混合物流动性差,与玻璃纤维表面浸润不充分,从而影响常温弯曲强度。与实施例1相比,对比例5中加入较少的高岭土,其无法充分在树脂表面形成保护层,从而导致其具有较差的温弯曲强度、氧指数和火灾结构完整性均较差。与实施例1相比,对比例6中选用普通酚醛树脂替代硅改性酚醛树脂,体系中硅含量明显减少,导致氧指数降低,火灾完整性等级降低,酚醛树脂和无机物的界面效果变差,从而导致常温弯曲强度降低;实施例1相比,对比例7中未使用气相二氧化硅,树脂基体中的无机物分散均匀度变差,致使常温弯曲强度下降,气相二氧化硅耐高温性也没有体现,氧指数下降,火灾结构完整性为0级。

综上,本发明通过采用硅改性酚醛树脂作为玻璃纤维增强塑料的树脂基体,并加入氢氧化铝、氢氧化镁、高岭土、气相二氧化硅和滑石粉作为无机添加剂,充分发挥各组分间的协同作用,所得高温阻燃玻璃纤维增强塑料具有较高的常温弯曲强度、氧指数大于60、且火灾结构完整性为一级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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