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玻璃鋼用二氧化硅

點擊:1257 日期:2015-08-08 選擇字號:
高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法
制得高強度玻璃鋼膠粘劑的優點是:耐壓性能好,粘接強度大;固化時間快,完全固化后,不怕與水接觸。
一種納米改性玻璃鋼管
本發明的納米改性玻璃鋼管由于采取了上述措施,可在非良好石英砂級配和較低的樹脂含量的情況下,達到較高的強度和韌度(最低值大于65Mpa,平均值大于75Mpa),并降低生產成本,達到節能環保的要求。
一種玻璃鋼及其制備方法
本發明公開的玻璃鋼,本發明制備的玻璃鋼具有較高的耐電壓強度、力學性能以及耐腐蝕能力。
耐高溫的酚醛玻璃鋼材料
耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,屬于熱固性模塑料技術領域。具有耐熱性能好、成型方便等特點。 23
高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法
CN 101503607 B
摘要
本發明高強度玻璃鋼膠粘劑是由A、B兩種組份構成:A組份包括雙酚A型環氧樹脂90~110份、氣相二氧化硅1~5份、硅粉6~12份;B組份包括多乙烯多胺0.5~1.5份、三乙烯四胺0.5~1.5份,A組份與B組份按重量比70~80∶8~15比列混合。其制備方法是將A、B組物質混合備用,在10~35℃,將B組份開封倒入A組份中,攪拌速度100~150轉/分鐘、攪拌時間1~5分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑。其優點是:耐壓性能好,粘接強度大;固化時間快,完全固化后,不怕與水接觸。
權利要求(4)
1.高強度玻璃鋼膠粘劑,其特征是由A、B兩種組份構成:A組份由下列物質及重量份數組成雙酚A型環氧樹脂 90?110份氣相二氧化娃 I?5份娃粉 6?12份B組份由下列物質重量份數組成多乙烯多胺 O. 5?I. 5份三乙烯四胺 O. 5?I. 5份A組份與B組份按重量比70?80 : 8?15比例混合,其中,多乙烯多胺為二乙烯三胺、四乙烯五胺中的一種或其混合物。
2.如權利要求I所述的高強度玻璃鋼膠粘劑,其特征是由A、B兩種組份構成:A組份由下列物質及重量份數組成,雙酚A型環氧樹脂 95?105份氣相二氧化硅 2?4份娃粉 8?10份B組份由下列物質及重量份數組成,多乙烯多胺 O. 8?I. 2份三乙烯四胺 O. 8?I. 2份A組份與B組份按重量比73?78 : 9?13比例混合。
3. 一種制備權利要求I或2所述的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,其特征是按照上述的組份和配比進行如下步驟操作:a、將雙酚A型環氧樹脂、氣相二氧化硅和硅粉混合配制成A組份,備用;b、將多乙烯多胺和三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;C、在10?35°C,將B組份開封倒入A組份中,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間 I?5分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑;其中,多乙烯多胺為二乙烯三胺、四乙烯五胺中的一種或其混合物。
4.如權利要求3所述的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,其特征是B組份在使用前在 20?25°C環境中靜置不少于24小時。
說明
高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于膠粘劑及制備方法,特別是涉及到一種高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法。
背景技術
[0002]目前,在高壓玻璃鋼連接情況下對管道不能及時有效地進行維修,且維修后所用的膠粘劑的耐壓性能不好、固化時間長。
發明內容
[0003] 本發明旨在于克服現有技術的不足,提供了一種高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法,解決管道在現場施工中現場螺紋和玻璃鋼管道的粘接問題。
[0004] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑,其特征是由A、B兩種組份構成:
[0005] A組份由下列物質及重量份數組成
[0006] 雙酚A型環氧樹脂 90?110份
[0007] 氣相二氧化硅 I?5份
[0008] 硅粉 6?12份
[0009] B組份由下列物質重量份數組成
[0010] 多乙烯多胺 O. 5?I. 5份
[0011] 三乙烯四胺 O. 5?I. 5份
[0012] A組份與B組份按重量比70?80 : 8?15比列混合。
[0013] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是按照上述的組份和配比進行如下步驟操作:
[0014] a、將雙酚A型環氧樹脂、氣相二氧化硅和硅粉混合配制成A組份,備用;
[0015] b、將多乙烯多胺和三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0016] C、在10?35°C,將B組份開封倒入A組份中,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間I?5分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑。
[0017] 作為本發明的進一步改進,B組份在使用前在20?25°C環境中靜置不少于24小時。
[0018] 作為本發明的進一步改進,將B組分倒入A組分中的溫度為20?25°C。
[0019] 作為本發明的進一步改進,所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種或兩種以上的混合物。
[0020] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑及制備方法,具有下列優點(I)耐壓性能好,粘接強度大;(2)現場維修操作簡單方便,確保能夠及時投產;(3)固化時間快,完全固化后,不怕與水接觸;(4)與水接觸無毒,符合《生活飲用水輸配水設備及防護材料衛生安全評價規范》(2001)。具體實施方式
[0021] 原料來源:雙酚A型環氧樹脂選用大連奇化化工有限公司生產的雙酚A型環氧樹脂DYD-127 型
[0022] 實施例1[0023] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑,其特征是由A、B兩種組份構成:
[0024] A組份由下列物質及重量份數組成
[0025] 雙酚A型環氧樹脂 90?110份
[0026] 氣相二氧化硅 1?5份
[0027] 硅粉 6?12份
[0028] B組份由下列物質重量份數組成
[0029] 多乙烯多胺 O. 5?1. 5份
[0030] 三乙烯四胺 O. 5?1. 5份
[0031] A組份與B組份按重量比70?80 : 8?15比列混合。
[0032] 實施例2
[0033] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑,其特征是由A、B兩種組份構成:
[0034] A組份由下列物質及重量份數組成,
[0035] 雙酚A型環氧樹脂DYD-127型 95?105份
[0036] 氣相二氧化硅 2?4份
[0037] 硅粉 8?10份
[0038] B組份由下列物質及重量份數組成,
[0039] 將多乙烯多胺 O. 8?1. 2份
[0040] 三乙烯四胺 O. 8?1. 2份
[0041] A組份與B組份按重量比73?78 : 9?13比列混合。
[0042] 實施例3
[0043] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是能過如下步驟制得:
[0044] a、將90份雙酚A型環氧樹脂、I份氣相二氧化硅和6份硅粉混合配制成A組份,備用;
[0045] b、將O. 5份二乙烯三胺和O. 5三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0046] c、在10?35 °C,將B組份開封倒入A組份中,A組份與B組份按重量比70 : 8, 攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間1. 5分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑。
[0047] 實施例4
[0048] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是能過如下步驟制得:
[0049] a、將95份雙酚A型環氧樹脂、2份氣相二氧化硅和8份硅粉混合配制成A組份,備用;
[0050] b、將O. 8份四乙烯五胺和O. 8三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0051] C、在10?20°C,將B組份開封倒入A組份中所有的時間為90秒,A組份與B組份按重量比73 : 9,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間2分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑。
[0052] 實施例5[0053] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是能過如下步驟制得:
[0054] a、將100份雙酚A型環氧樹脂、3份氣相二氧化硅和9份硅粉混合配制成A組份, 備用;
[0055] b、將I份多乙烯多胺和I三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0056] C、在20?25°C,將在20?25°C環境中靜置30小時的B組份開封倒入A組份中, A組份與B組份按重量比75 : 11,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間3分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑;
[0057] 所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的混合物。
[0058] 實施例6
[0059] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是能過如下步驟制得:
[0060] a、將105份雙酚A型環氧樹脂、4份氣相二氧化硅和10份硅粉混合配制成A組份, 備用;
[0061] b、將I. 2份多乙烯多胺和I. 2三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0062] c、在25?35 °C,將B組份開封倒入A組份中所用的時間為90秒,A組份與B組份按重量比78 : 13,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間4分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑。
[0063] 所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺和四乙烯五胺的混合物。
[0064] 實施例7
[0065] 本發明的高強度玻璃鋼膠粘劑的制備方法,是能過如下步驟制得:
[0066] a、將110份雙酚A型環氧樹脂、5份氣相二氧化硅和12份硅粉混合配制成A組份, 備用;
[0067] b、將I. 5份多乙烯多胺和I. 5三乙烯四胺混合配制成B組份,密封備用;
[0068] C、在10?35°C,將在20?25°C環境中靜置24小時的B組份開封倒入A組份中, A組份與B組份按重量比80 : 15,攪拌速度100?150轉/分鐘、攪拌時間5分鐘,即制得高強度玻璃鋼膠粘劑;
[0069] 所述的多乙烯多胺為三乙烯四胺和四乙烯五胺的混合物。
一種納米改性玻璃鋼管
CN 102705592 A
摘要
一種納米改性玻璃鋼管,由內向外依次包括內層、夾砂層以及外層,所述夾砂層通過以下步驟制得:(1)將納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣與樹脂分散混合,得到改性樹脂基體,其中納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣的重量比為1-8%;將所述改性樹脂基體與石英砂進行攪拌混合,其中,樹脂重量占總重量的15-18%。本發明的納米改性玻璃鋼管由于采取了上述措施,可在非良好石英砂級配和較低的樹脂含量的情況下,達到較高的強度和韌度(最低值大于65Mpa,平均值大于75Mpa),并降低生產成本,達到節能環保的要求。
權利要求(7)
1. 一種納米改性玻璃鋼管,由內向外依次包括內層、夾砂層以及外層,其特征在于:所述夾砂層通過以下步驟制得: (1)將納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣與樹脂分散混合,得到改性樹脂基體,其中納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣的重量比為1-8% ; (2)將所述改性樹脂基體與石英砂進行攪拌混合,其中,樹脂重量占總重量的15-18%。
2.根據權利要求I所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述步驟(I)中的分散混合包括以下步驟: a、將納米二氧化硅和/或納米碳酸鈣與樹脂采用攪拌器進行初步混合; b、將初步混合的混合物用真空攪拌器進行二次分散。
3.根據權利要求I或2所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述納米二氧化硅和/或納米活性碳酸?丐的粒徑小于50nm。
4.根據權利要求1-3任一所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述內層包括由樹脂重量含量百分比為70-92 %的表面氈和短切氈組成的內襯層。
5.根據權利要求1-4任一所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述內層還包括內環向纏繞層,所述外層還包括外環向纏繞層,所述內環向纏繞層以及所述外環向纏繞層均由玻璃纖維纏繞紗環向纏繞構成,其中所述玻璃纖維纏繞紗中含有25-35 %重量的樹脂。
6.根據權利要求1-5任一所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述內層還包括內軸向纖維層,所述外層還包括外軸向纖維層,所述內軸向纖維層以及所述外軸向纖維層均采用短切軸向纖維或纖維織物環向纏繞構成,其中所述纖維織物中含有45-65%重量的樹脂。
7.根據權利要求1-6任一所述的納米改性玻璃鋼管,其特征在于所述石英砂的顆粒級配按以下配比: 粒徑范圍為10目-20目的石英砂顆粒,質量占比為45% ; 粒徑范圍為30目-60目的石英砂顆粒,質量占比為15% ; 粒徑范圍為70目-80目的石英砂顆粒,質量占比為15% ; 粒徑范圍大于90目的石英砂顆粒,質量占比為25%。
說明
一種納米改性玻璃鋼管
技術領域
[0001] 本發明涉及玻璃鋼管道領域,特別地,涉及一種納米改性玻璃鋼管。
背景技術
[0002]目前玻璃鋼夾砂管道夾砂層為樹脂砂漿層(石英砂與樹脂的混合物),該層的作用是傳遞玻璃鋼管道內層和外層的受力,提高了管道剛度,保證管道一定的剪切強度,避免產品撓曲性能檢驗時發生分層現象?,F有的玻璃鋼夾砂管道通常采用石英砂與樹脂直接混合的方式來制得夾砂層,雖然在一定程度上提高了管道的性能,但在需要高壓縮強度以及壓縮韌度的場合,現有的夾砂管道仍然不能滿足要求,因而需要設計一種能夠滿足高壓縮強度以及壓縮韌度要求的夾砂管道。
[0003] 另外,改進石英砂界面狀態的技術方法是對石英砂采用硅烷偶聯劑處理,即用水 溶解占比I %的硅烷偶聯劑,再與石英砂混合攪拌后烘干。采用偶聯劑處理的石英砂加工成的樹脂砂漿的壓縮強度比未處理的樹脂砂漿提高30%以上。但由于硅烷偶聯劑的價格昂貴,這大大增加了產品的生產成本,且不利于節能環保的生產要求。
發明內容
[0004] 本發明的目的是為了克服現有技術的不足,提供一種納米改性玻璃鋼管,以提高管道的強度和韌度,能夠降低生產成本,達到節能環保的要求,并且在夾砂層中為非良好石英砂級配或較低的樹脂含量的情況下,確保樹脂砂漿層的性能保證率,提高玻璃鋼夾砂管道的強度。
[0005] 本發明的目的可以采取以下方法來實現:
[0006] 一種納米改性玻璃鋼管,由內向外依次包括內層、夾砂層以及外層,所述夾砂層通過以下步驟制得:
[0007] (I)將納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣與樹脂分散混合,得到改性樹脂基體,其中納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣的重量比為1-8% ;
[0008] (2)將所述改性樹脂基體與石英砂進行攪拌混合,其中,樹脂重量占總重量的15-18%。
[0009] 優選地,所述步驟(I)中的分散混合包括以下步驟:
[0010] a、將納米二氧化硅和/或納米碳酸鈣與樹脂采用攪拌器進行初步混合;
[0011] b、將初步混合的混合物用真空攪拌器進行二次分散。
[0012] 優選地,所述納米二氧化硅和/或納米活性碳酸鈣的粒徑小于50nm。
[0013] 優選地,所述內層包括由樹脂重量含量百分比為70-92%的表面氈和短切氈組成的內襯層。
[0014] 優選地,所述內層還包括內環向纏繞層,所述外層還包括外環向纏繞層,所述內環向纏繞層以及所述外環向纏繞層均由玻璃纖維纏繞紗環向纏繞構成,其中所述玻璃纖維纏繞紗中含有25-35%重量的樹脂。[0015] 優選地,所述內層還包括內軸向纖維層,所述外層還包括外軸向纖維層,所述內軸向纖維層以及所述外軸向纖維層均采用短切軸向纖維或纖維織物環向纏繞構成,其中所述纖維織物中含有45-65%重量的樹脂。
[0016] 優選地,所述石英砂的顆粒級配按以下配比:
[0017] 粒徑范圍為10目-20目的石英砂顆粒,質量占比為45% ;
[0018] 粒徑范圍為30目-60目的石英砂顆粒,質量占比為15% ;
[0019] 粒徑范圍為70目-80目的石英砂顆粒,質量占比為15% ;
[0020] 粒徑范圍大于90目的石英砂顆粒,質量占比為25%。 [0021] 由于本發明采用了上述的技術措施,使其對比現有技術有如下優點:通過本發明中的納米材料混合分散技術,將1-8 %重量的雙組分納米材料均勻的混合到樹脂中,得到混合納米材料改性樹脂基體,再將該樹脂基體和石英砂進行充分混合,形成夾砂層,可在非良好石英砂級配和較低的樹脂含量的情況下,達到較高的強度和韌度(最低值大于65Mpa,平均值大于75Mpa),并降低生產成本,達到節能環保的要求。
附圖說明
[0022] 圖I是本發明納米改性玻璃鋼管的結構示意圖。
具體實施方式
[0023] 下面結合實施例詳細描述本發明的實現方案。
[0024] 本發明的納米改性玻璃鋼管由7層結構組成,分別為內襯層I、內環向纏繞層2、內軸向纖維層3、夾砂層4(即納米改性樹脂砂漿層)、外軸向纖維層5、外環向纏繞層6、外保護層7組成。
[0025] 其中,內襯層I :該層的作用是保證納米改性玻璃鋼管在一定的壓力下能安全正常地輸送物料,使產品長期穩定的工作。該層由高樹脂含量(樹脂含量在70-92%重量)的表面氈和短切氈組成,具有耐磨、耐腐蝕、防滲漏等特點。
[0026] 內環向纏繞層2和外環向纏繞層6 :這兩層為納米改性玻璃鋼管的承載層,它保證了管道的環向拉伸強度、環向彎曲強度及剛度。這兩層由高強度的玻璃纖維連續纏繞紗,采用環向纏繞的方式加工而成,其樹脂含量在25-35%重量之間。
[0027] 內軸向纖維層3和外軸向纖維層5:這兩層為納米改性玻璃鋼管的承載層,它保證了管道的軸向拉伸強度及軸向剛度。這兩層由短切軸向纖維或軸向纖維織物,采用環向纏繞的方式加工而成,其樹脂含量在45-65%重量之間。
[0028] 夾砂層4 :該層為納米改性玻璃鋼管的承載層,設置在管道的中性層附近,主要作用提供管道的軸向壓縮強度及韌度。它和高強度的玻璃纖維層構成三明治夾芯結構,提升管道環向彎曲剛度,增加管道荷載能力。該層由1-8%重量的雙組分納米材料(經表面處理的納米二氧化硅和納米活性碳酸鈣混合物)分散混合到樹脂中,得到混合納米材料改性樹脂基體,再將該樹脂基體和石英砂進行強制攪拌混合而成,其樹脂含量在15-18%重量之間。
[0029] 外保護層7 :該層為納米改性玻璃鋼管的外防護層,具有良好的耐腐蝕、耐磨損性能。該層由純樹脂和高強度的短切纖維構成,其樹脂含量在70-100%重量之間。[0030] 通過實驗室研究試驗顯示,采用高強度和高韌性的樹脂,比如環氧聚酰胺固化樹脂或者乙烯基脂樹脂,可以在15-18%的樹脂含量的情況下滿足通用石英砂級配(如20目-40目占比100% )的樹脂砂漿壓縮強度高于75Mpa,但主要存在的問題是上述樹脂價格高昂,且其均為高耐腐或者其他特殊要求的條件下才能應用。
[0031] 通過對不同顆粒直徑的石英砂進行不同比例的復配,說明石英砂的級配對壓縮強度的影響較大,良好級配的石英砂樹脂砂漿的強度比不良級配的石英砂樹脂砂漿的強度高出30%以上,試驗結果顯示采用如下顆粒級配下的壓縮強度可以滿足要求:
[0032]
 Figure CN102705592AD00051
[0033] 但石英砂的級配必須大小顆粒分別配置,而且必須有部分中間顆粒直徑要全部取消。而石英砂供應商對石英砂的混配不穩定,是在運輸和生產中容易出現粒徑分離。通過剝離部分管道的夾砂層發現其顆粒級配并非預先設定的級配,同時材料混合也不均勻,造成頂管強度離散度大。經檢測,同一批材料生產出的產品,其壓縮強度的最高值和最低值會相差一倍以上。
[0034] 以下是不同樹脂混合物和石英砂混合后形成夾砂層的頂管壓縮強度對比試驗:
[0035] (I)樹脂 15 份
[0036] 石英砂85份:20-40目
[0037] 頂管壓縮強度:44. 5IMpa
 Figure CN102705592AD00052
[0039] (2)樹脂 25 份
[0040] 石英砂75份:20_40目
[0041] 頂管壓縮強度:66. 86Mpa
[0042]
 Figure CN102705592AD00061
[0043] (3)納米改性樹脂混合物15份
[0044] 石英砂85份:20_40目
[0045] 頂管壓縮強度:82. 6IMpa
 Figure CN102705592AD00062
[0047] 值得說明的是,本發明中的納米改性玻璃鋼管,不僅可以用作頂管,還可以用作開挖管等其他管道。
一種玻璃鋼及其制備方法
CN 103497475 A
摘要
本發明提供了一種玻璃鋼及其制備方法,包括玻纖布和固化在所述玻纖布上的樹脂組合物;所述樹脂組合物包括乙烯基樹脂、二氧化硅氣凝膠、苯乙烯和過氧化物引發劑;所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。本發明在過氧化物引發劑的作用下,將苯乙烯、二氧化硅氣凝膠、乙烯基樹脂和玻纖布固化后,得到玻璃鋼。本發明公開的玻璃鋼,本發明制備的玻璃鋼具有較高的耐電壓強度、力學性能以及耐腐蝕能力。
權利要求(10)
1.一種玻璃鋼,其特征在于,包括玻纖布和固化在所述玻纖布上的樹脂組合物; 所述樹脂組合物包括乙烯基樹脂、二氧化硅氣凝膠、苯乙烯和過氧化物引發劑; 所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。
2.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述二氧化硅氣凝膠為納米二氧化硅氣凝膠。
3.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述二氧化硅氣凝膠的粒度為d,所述d≥80目。
4.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述二氧化硅氣凝膠的孔道直徑為I~IOOnm ;所述二氧化硅氣凝膠的孔隙率為P,所述P≤70%。
5.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述乙烯基樹脂的固含量為40%~50% ;所述乙烯基樹脂的粘度為n,所述n ≤ 800mPa ? S。
6.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述苯乙烯與二氧化硅氣凝膠的質量比為(I~5):1。
7.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述乙烯基樹脂與玻纖布的質量比為(I ~1.5):1。
8.根據權利要求1所述的玻璃鋼,其特征在于,所述過氧化物引發劑與乙烯基樹脂的質量比為(0.01~0.05):1。
9.一種玻璃鋼的制備方法,包括以下步驟: A)在過氧化物引發劑的作用下,將苯乙烯、二氧化硅氣凝膠、乙烯基樹脂和玻纖布固化后,得到玻璃鋼; 所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。
10.根據權利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述步驟A)具體為: Al)將苯乙烯與二氧化硅氣凝膠混合乳化,得到第一混合物; A2)將上述第一混合物與乙烯基樹脂混合,得到第二混合物; A3)將步驟A2)中得到的第二混合物加入過氧化物引發劑,得到第三混合物; A4)將步驟A3)中得到的第三混合物加壓注射到玻纖布上,固化后得到玻璃鋼。
說明
一種玻璃鋼及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及復合材料技術領域,尤其涉及一種玻璃鋼及其制備方法。
背景技術
[0002] 玻璃鋼,即纖維強化塑料,一般指用不飽和聚脂樹脂、環氧樹脂與酚醛樹脂基體,以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,又稱為玻璃纖維增強塑料。玻璃鋼具有質輕而硬,不導電,機械強度高,回收利用少,耐腐蝕等優點,因而廣泛用于工業中的各個領域。玻璃鋼按照基體的不同,可以分為不飽和聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼。由于所使用的樹脂基體品種不同,因此玻璃鋼在特性上也存在著很大的差別。
[0003] 不飽和聚酯玻璃鋼是以二元酸(或酸酐)與二元醇經縮聚而制得的不飽和線型熱固性樹脂為基體,進而制備的玻璃鋼。相比較其他類型的玻璃鋼,不飽和聚酯玻璃鋼工藝性能優良,同時具有很好的耐腐蝕性、電性能和阻燃性,因此,在有酸堿腐蝕的環境下,多采用此種類型的玻璃鋼。在不飽和聚酯玻璃鋼中,以乙烯基樹脂為基體制備的玻璃鋼耐腐蝕性能最好,是本領域公認的高度耐腐蝕玻璃鋼,通常用于高度腐蝕的環境下,如用于制作大型鉛酸蓄電池的外殼。
[0004] 大型鉛酸蓄電池或大型鉛酸蓄電池組經常會用在地鐵機車、高鐵機車、電動汽車、潛艇等需要大功率電池的設備上,而且這種工作環境都需要大型鉛酸蓄電池能夠保證安全使用,因此,對蓄電池外殼的玻璃鋼性能要求很高,既要具有極高的耐電壓強度,還要具有很高的力學指標,同時還要高的耐腐蝕能力。
[0005]目前所使用的以乙烯基樹脂為基體的玻璃鋼蓄電池殼體,耐電壓強度不易達到要求,強度也不夠,難以達到國標的要求;而如果采用進口的乙烯基樹脂,則需要在加工過程中提高成型壓力,增加樹脂密度,又會帶來整體生產成本的上升。因此,如何能提高玻璃鋼的耐電壓強度、力度以及耐腐蝕能力,這些都是本領域亟待解決的問題
發明內容
[0006] 本發明要解決的技術問題在于提供一種玻璃鋼及其制備方法,本發明提供的玻璃鋼具有較高的耐電壓強度、力學性能以及耐腐蝕能力。
[0007] 本發明公開了一種玻璃鋼,其特征在于,包括玻纖布和固化在所述玻纖布上的樹脂組合物;
[0008] 所述樹脂組合物包括乙烯基樹脂、二氧化硅氣凝膠、苯乙烯和過氧化物引發劑;
[0009] 所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。
[0010] 優選的,所述二氧化硅氣凝膠為疏水型二氧化硅氣凝膠。
[0011] 優選的,所述二氧化硅氣凝膠的粒度為d,所述d≥80目。
[0012] 優選的,所述二氧化硅氣凝膠的孔道直徑為I~IOOnm ;所述二氧化硅氣凝膠的孔隙率為P,所述P≥70%。
[0013] 優選的,所述乙烯基樹脂的固含量為40%~50% ;所述乙烯基樹脂的粘度為η,所述 n ≤ 800mPa ? S。
[0014] 優選的,所述苯乙烯與二氧化硅氣凝膠的質量比為(I~5):1。
[0015] 優選的,所述乙烯基樹脂與玻纖布的質量比為(I~1.5):1。優選的,所述過氧化物引發劑與乙烯基樹脂的質量比為(0.01~0.05):1。
[0016] 本發明公開了一種玻璃鋼的制備方法,包括以下步驟:
[0017] A)在過氧化物引發劑的作用下,將苯乙烯、二氧化硅氣凝膠、乙烯基樹脂和玻纖布固化后,得到玻璃鋼;
[0018] 所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。
[0019] 優選的,其特征在于,所述步驟A)具體為:
[0020] Al)將苯乙烯與二氧化硅氣凝膠混合乳化,得到第一混合物;
[0021] A2)將上述第一混合物與乙烯基樹脂混合,得到第二混合物;
[0022] A3)將步驟A2)中得到的第二混合物加入過氧化物引發劑,得到第三混合物;
[0023] A4)將步驟A3)中得到的第三混合物加壓注射到玻纖布上,固化后得到玻璃鋼。
[0024] 本發明提供了一種玻璃鋼及其制備方法,本發明公開的玻璃鋼,包括玻纖布和固化在所述玻纖布上的樹脂組合物;所述樹脂組合物包括乙烯基樹脂、二氧化硅氣凝膠、苯乙烯和過氧化物引發劑;所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。與現有技術相比,本發明制備的玻 璃鋼,將二氧化硅氣凝膠與苯乙烯預先混合形成混合物,再與乙烯基樹脂混合作為混合樹脂 固化在玻纖布上,使得制備的玻璃鋼綜合了二氧化硅氣凝膠的納米性能,從而提高了耐電壓強度、力學性能以及耐腐蝕性。實驗結果表明,本發明所述方法制備的玻璃鋼,耐電壓強度為45kv,壓縮彈性模量為14GPa,耐酸性(有機物溶出滴定消耗)為100ml。
具體實施方式
[0025] 為了進一步了解本發明,下面結合實施例對本發明的優選實施方案進行描述,但是應當理解,這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點而不是對本發明專利要求的限制。
[0026] 本發明公開了一種玻璃鋼,其特征在于,包括玻纖布和固化在所述玻纖布上的樹脂組合物;
[0027] 所述樹脂組合物包括乙烯基樹脂、二氧化硅氣凝膠、苯乙烯和過氧化物引發劑;
[0028] 所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。
[0029] 本發明所有原料,對其來源沒有特別限制,在市場上購買的即可。
[0030] 在本發明所述的玻璃鋼中,樹脂組合物包括乙烯基樹脂,所述乙烯基樹脂的固含量優選為40%~50%,更優選為42%~57% ;所述乙烯基樹脂的粘度為n,所述n優選為小于等于800mPa ? S,更優選為小于等于700mPa ? S。本發明所述乙烯基樹脂,對其來源沒有特別限制,以市售或本領域技術人員熟知的常規制備方法得到的即可,
[0031] 本發明采用不飽和線型熱固性樹脂為基體制備的玻璃鋼,相比較其他類型基體制備的玻璃鋼,具有很好的耐腐蝕性、電性能和阻燃性,而在不飽和聚酯類的玻璃鋼中,以乙烯基樹脂為基體制備的玻璃鋼耐 腐蝕性能最好,因而能基本滿足大型鉛酸蓄電池對玻璃鋼外殼的要求。[0032] 在本發明所述的玻璃鋼中,樹脂組合物包括二氧化硅氣凝膠,所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1 ;所述二氧化硅氣凝膠的粒度為d,所述d優選為大于等于80目,更優選為大于等于150目;所述二氧化硅氣凝膠的孔道直徑優選為I~IOOnm,更優選為2~50nm ;所述二氧化硅氣凝膠的孔隙率為P,所述P優選為大于等于70%,更優選為大于等于80%。所述二氧化硅氣凝膠優選為疏水型二氧化硅氣凝膠。
[0033] 本發明對所述疏水型二氧化硅氣凝膠的來源沒有特別限制,可以從市場上購買,也可以按照專利CN101357766B所述的方法制備,其步驟具體為:
[0034] 首先在2000ml的燒杯中量取305ml正硅酸乙酯,加入到710ml無水乙醇中在常溫下攪拌均勻,得到混合液A ;再將0.1g檸檬酸和濃度為1:1的氨水IOml溶解在50ml去離子水中,并加入無水乙醇100ml,得到混合液B。將上述混合液B置于滴液漏斗中向混合液A中進行滴加并攪拌,同時控制滴加速度在2~3小時內滴完。滴加完畢后,封閉杯口繼續攪拌30分鐘停止攪拌形成二氧化硅溶膠。
[0035] 其次,取上述二氧化硅溶膠500ml倒入模具中,密封后將其放入溫度為60°C的烘箱中快速凝膠或在室溫下緩慢凝膠,凝膠后在凝膠表面覆一層無水乙醇并讓其在此溫度下充分老化,得到二氧化硅凝膠。
[0036] 最后,將上述二氧化硅凝膠置于2升高壓釜內,使用乙醇作為溶劑,在壓力為20~30MPa、溫度為290~350°C的條件下進行超臨界萃取,萃取時間為5個小時。萃取結束后,以20分鐘/MPa的速度進行泄壓,再自然冷卻后,最終得到疏水型二氧化硅氣凝膠。
[0037] 本發明在得到上述疏水型二氧化硅氣凝膠后,再粉碎成粒度為80目以上的疏水型二氧化硅氣凝膠粉。本發明 對所述疏水型二氧化硅氣凝膠粉碎的方法沒有特別限制,優選為氣流粉碎法粉碎。
[0038] 本發明公開的玻璃鋼中加入了二氧化硅氣凝膠,而氣凝膠成分是無定型二氧化硅,具有很高的耐電壓強度,可以提高產品的耐電壓能力;同時,氣凝膠具有納米級孔道,部分反應在孔道中進行,孔壁構成了空間網狀支撐結構,體現了納米性能,因而提高了玻璃鋼的力學性能;再者,二氧化硅本身是耐強酸的,而且當選用的是疏水型二氧化硅氣凝膠時,對酸不反應、不浸潤,酸液無法擴散到玻璃鋼內部,有機物的溶出率大幅下降,因而提高了玻璃鋼的耐腐蝕性。
[0039] 在本發明所述的玻璃鋼中,樹脂組合物包括苯乙烯,所述苯乙烯與二氧化硅氣凝膠的質量比優選為(I~5):1,更優選為(1.5~4.5):1。本發明對所述苯乙烯的來源沒有特別限制,以市售或本領域技術人員熟知的常規制備方法得到的即可。
[0040] 本發明采用苯乙烯作為交聯劑,不僅可以提高玻璃鋼的耐熱性、抗化學腐蝕性和機械性能,而且先將二氧化硅氣凝膠與苯乙烯預先混合形成混合物,使得二氧化硅氣凝膠完全分散,同時苯乙烯會預先浸潤到二氧化硅氣凝膠的孔洞中,從而增加了混合物的密度,再與乙烯基樹脂進行混合發生交聯反應時,使得乙烯基樹脂在固化過程中與二氧化硅氣凝膠均勻混合,從而提高了玻璃鋼的綜合性能。
[0041] 在本發明所述的玻璃鋼中,樹脂組合物包括過氧化物引發劑;本發明所述過氧化物引發劑與乙烯基樹脂的質量比優選為(0.01~0.05):1,更優選為(0.02~0.04):1 ;本發明對所述過氧化物引發劑沒有特別限制,以本領域技術人員熟知的用于引發乙烯基樹脂固化的過氧化物引發劑即可。本發明對所述過氧化物引發劑的來源沒有特別限制,以市售或本領域技術人員熟知的常規制備方法得到的即可。
[0042] 在本發明所述的玻璃鋼中,包括玻纖布;所述乙烯基樹脂與玻纖布的質量比優選為(I~1.5):1,更優選為(1.1~1.4):1。本發明對所述玻纖布沒有特別限制,以本領域技術人員熟知的用于制備不飽和聚酯類玻璃鋼的玻纖布即可。本發明對所述玻纖布的來源沒有特別限制,以市售或本領域技術人員熟知的常規制備方法得到的即可。
[0043] 本發明以乙烯基樹脂為基體,將疏水型二氧化硅氣凝膠與交聯劑苯乙烯預先混合形成混合物,再與乙烯基樹脂混合作為混合樹脂,加入過氧化物引發劑后固化在玻纖布上,得到上述玻璃鋼。本發明提供的玻璃鋼綜合了二氧化硅氣凝膠的納米性能,具有較高的耐電壓強度、力學性能以及耐腐蝕性。
[0044] 本發明還公開了上述玻璃鋼的制備方法,包括以下步驟:在過氧化物引發劑的作用下,將苯乙烯、二氧化硅氣凝膠、乙烯基樹脂和玻纖布固化后,得到玻璃鋼;所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比為(0.02~0.5):1。[0045] 本發明所有原料,對其來源沒有特別限制,在市場上購買的即可。
[0046] 本發明首先將苯乙烯與二氧化硅氣凝膠混合乳化,得到第一混合物;所述苯乙烯與二氧化硅氣凝膠的質量比優選為(I~5):1,更優選為(1.5~4.5):1 ;所述二氧化硅氣凝膠優選為疏水型二氧化硅氣凝膠;所述二氧化硅氣凝膠的粒度為d,所述d優選為大于等于80目,更優選為大于等于150目;所述二氧化硅氣凝膠的孔道直徑優選為I~lOOnm,更優選為2~50nm ;所述二氧化硅氣凝膠的孔隙率為P,所述P優選為大于等于70%,更優選為大于等于80%。
[0047] 本發明所述苯乙烯與二氧化硅氣凝膠混合乳化的時間優選為I~5分鐘,更優選為1.5~4.5分鐘。本發明對混合乳化的溫度沒有特別限制,優選為20~30°C,更優選為22~28°C;本發明對混合乳化的設備沒有特別限制,優選為高剪切均質混合乳化機,本發明對所述高剪切均質混合乳化機的轉數優選為1000~5000轉/分,更優選為2000~3000轉/分;本發明對混合乳化的其他條件沒有特別限制,以本領域技術人員熟知的混合乳化條件即可。
[0048] 本發明在得到上述第一混合物后,將其與乙烯基樹脂混合,得到第二混合物;所述二氧化硅氣凝膠與乙烯基樹脂的質量比優選為(0.02~0.5):1,更優選為(0.1~0.45):1 ;所述乙烯基樹脂的固含量優選為40%~50%,更優選為42%~57% ;所述乙烯基樹脂的粘度為Π,所述Π優選為小于等于SOOmPa.S,更優選為小于等于700mPa.S。
[0049] 本發明對所述第一混合物與乙烯基樹脂混合的方式沒有特別限制,優選為攪拌混合;本發明對所述第一混合物與乙烯基樹脂混合的設備沒有特別限制,優選為攪拌機攪拌混合,所述攪拌機的轉速優選為200~800轉/分,更優選為300~700轉/分;所述攪拌混合的時間優選為10~60分鐘,更優選為20~50分鐘;本發明對所述混合的溫度沒有特別限制,優選為20~30°C,更優選為22~28°C;本發明對所述混合的其他條件沒有特別限制,以本領域技術人員熟知的混合的條件即可;本發明對所述攪拌機沒有特別限制,以本領域技術人員熟知的攪拌設備即可。
[0050] 本發明在上述步驟得到的第二混合物中加入過氧化物引發劑,得到第三混合物;所述過氧化物引發劑與乙烯基樹脂的質量比優選為(0.01~0.05):1,更優選為(0.02~
耐高溫的酚醛玻璃鋼材料
CN 103183907 A
摘要
一種耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,屬于熱固性模塑料技術領域。其是由以下重量份數的原料構成:酚醛樹脂70~74份;固化劑5~9份;固化促進劑1.3~2份;脫模劑1.0~2.0份;礦物填料60~65份;增強纖維48~52份;增強劑3~5份。具有耐熱性能好、成型方便等特點。
權利要求(8)
1.一種耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于其是由以下重量份數的原料構成: 酚醛樹脂 70~74份; 固化劑 5、份; 固化促進劑 1.3^2份; 脫模劑 1.0?2.0份; 礦物填料 6(Γ65份; 增強纖維 48?52份; 增強劑 3?5份。
2.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的酚醛樹脂為鹽酸催化劑生產的酚醛樹脂。
3.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的固化劑為六次亞甲基四胺。
4.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的固化促進劑為氧化鎂。
5.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的脫模劑為硬脂酸鋅。
6.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的礦物填料為活性碳酸鈣。
7.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的增強纖維為玻璃纖維。
8.根據權利要求1所述的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其特征在于所述的增強劑為氣相法生產的二氧化硅。
說明
耐高溫的酚醛玻璃鋼材料
技術領域
[0001] 本發明屬于熱固性模塑料技術領域,具體涉及一種耐高溫的酚醛玻璃鋼材料。
背景技術
[0002] 耐高溫酚醛玻璃鋼被用于制作耐火材料。但是由于普通的酚醛玻璃鋼材料的耐火等級低,因而迫切需要開發一種耐火等級高的酚醛玻璃鋼材料。
發明內容
[0003] 本發明的任務是要提供一種耐熱性能好、成型方便的并且強度理想的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料。
[0004] 本發明的任務是這樣來完成的,一種耐高溫的酚醛玻璃鋼材料,其是由以下重量
份數的原料構成:
[0005]
酚醛樹脂 70~74份;
固化劑 5~9份;
固化促進劑 1.3~2份;
脫模劑 1.0~2.0份;
礦物填料 60~65份;
增強纖維 48~52份;
增強劑 3?5份。
[0006] 本發明的一個實施例中,所述的酚醛樹脂為鹽酸催化劑生產的酚醛樹脂。
[0007] 本發明的另一個實施例中,所述的固化劑為六次亞甲基四胺。
[0008] 本發明的又一個實施例中,所述的固化促進劑為氧化鎂。
[0009] 本發明的再一個實施例中,所述的脫模劑為硬脂酸鋅。
[0010] 本發明的還有一個實施例中,所述的礦物填料為活性碳酸鈣。
[0011] 本發明的更而一個實施例中,所述的增強纖維為玻璃纖維。
[0012] 本發明的進而一個時時例中,所述的增強劑為氣相法生產的二氧化硅。
[0013] 本發明提供的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料具有耐熱性能好、成型方便等特點。經過測試,彎曲強度大于92MPa,可以耐250°C烘箱烘烤12小時。
具體實施方式
[0014] 實施例1
[0015]
酚醛樹脂(鹽酸作為催化劑生產的) 70份;
[0016]六次亞甲基四胺 5份;
氧化鎂 1.3份;
硬脂酸鋅 1.0份;
活性碳酸鈣 60份;
玻璃纖維 48份;
氣相二氧化硅 3.2份。
[0017] 具體實施時,首先依次準確稱量上述原料,然后混合均勻,轉移至開煉機上熱混合6分鐘,然后拉片后冷卻、粉碎,即得本色的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料。
[0018] 實施例2
[0019]
酚醛樹脂(鹽酸作為催化劑生產的) 71份;
六次亞甲基四胺 6.8份;
氧化鎂 1.5份;
硬脂酸鋅 1.3份;
活性碳酸鈣 62份;
玻璃纖維 50份;
氣相二氧化硅 3.8份;
碳黑 I份。
[0020] 具體實施時,首先依次準確稱量上述原料,然后混合均勻,轉移至開煉機上熱混合6分鐘,然后拉片后冷卻、粉碎,即得黑色的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料
[0021] 實施例3
[0022]
酚醛樹脂(鹽酸作為催化劑生產的) 73份;
六次亞甲基四胺 8.2份;
氧化鎂 1.8份;
硬脂酸鋅 1.7份; 玻璃纖維 51份;
氣相二氧化硅 4.2份;
酞氰藍 2份。
[0023] 具體實施時,首先依次準確稱量上述原料,然后混合均勻,轉移至開煉機上熱混合6分鐘,然后拉片后冷卻、粉碎,即得藍色的耐高溫的酚醛玻璃鋼材料
[0024] 實施例4
[0025]酚醛樹脂(鹽酸作為催化劑生產的) 74份;
六次亞甲基四胺 8.9份;
氧化鎂 1.9份;
硬脂酸鋅 2.0份;
活性碳酸鈣 64份;
玻璃纖維 52份;
氣相二氧化硅 4.9份;
酞氰綠 2.2份。
[0026] 具體實施時,首先依次準確稱量上述原料,然后混合均勻,轉移至開煉機上熱混合6分鐘,然后拉片后冷卻、粉碎,即得綠色的耐高溫的酚醛模塑料。
[0027] 經過測試,上述耐高溫的酚醛模塑料具有如下性能:

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