[发明专利]一种改性增强聚酯玻璃钢材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种改性增强聚酯玻璃钢复合材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）制备玻璃纤维；（2）玻璃纤维预处理；（3）称取石墨烯量子点配制成浓度为0.1~1mg/ml的分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌80~100ml石墨烯量子点分散溶液，将预处理后的玻璃纤维加入其中，超声搅拌速度减半，浸渍30~60min；取出玻璃纤维清洗，烘干，待用；（4）制备石墨烯改性玻璃纤维增强体并通过硅烷偶联剂进行改性；（5）将不饱和聚酯树脂片与步骤（4）改性后的玻璃纤维增强体复合，即得改性增强聚酯玻璃钢复合材料。所制得的改性增强聚酯玻璃钢复合材料具有更加优异的力学性能，软化温度在150℃以上。

主权项

1.一种改性增强聚酯玻璃钢复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）制备玻璃纤维：将53.9% SiO2、15%B2O3、0.6%Na2O、12%Al2O3、18%CaO和0.5% OD8nm多壁碳纳米管粉碎搅拌混合后，放在400mL的刚玉坩埚内，用硅钼棒电阻炉熔制，加料温度为1370℃，熔融澄清温度为1450±10℃，于1200℃出炉，浇注成型，送入马弗炉中，于500℃退火，制得玻璃；将制得的玻璃加热到拉丝粘度的温度1050℃，拉制成直径10μm的玻璃纤维；（2）玻璃纤维预处理：取45份玻璃纤维分相后，在100ml浓度为2mol/L的HCl溶液中进行酸浸处理，酸浸处理是在恒温95℃条件下进行，使玻璃纤维中分出的Na2O‑B2O3相溶解于酸，酸中加入5ml浓度为40%的NH4Cl溶液作为缓冲剂，酸处理时间为30min；经水洗脱水、烘干，得到预处理玻璃纤维；（3）称取粒径2nm石墨烯量子点配制成浓度为0.3mg/ml的分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌100ml石墨烯量子点分散溶液，将预处理后的玻璃纤维加入其中，超声搅拌速度减半，浸渍60min，期间避免纤维缠结，影响涂覆效果；取出玻璃纤维清洗，烘干，待用；（4）称取石墨烯配制成浓度为0.5mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌80ml石墨烯分散溶液，加入步骤（3）制得的玻璃纤维，超声搅拌10min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温15min；取出玻璃纤维清洗，烘干，得到石墨烯改性玻璃纤维增强体；（5）将3kg步骤（4）制得的石墨烯改性玻璃纤维增强体纺织成的玻璃纤维布，再与硅烷偶联剂在乙醇和水的混合溶液中反应，于60℃下反应24h，反应所得产物依次用乙醇、水洗涤，最后在8000r/min的离心速率下离心30min得到硅烷偶联剂改性的玻璃纤维布，所述的硅烷偶联剂为乙烯基类型；所述石墨烯改性玻璃纤维增强体与硅烷偶联剂的质量比为 1:12；所述乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为 3:2；所述乙醇和水混合溶剂的体积用量以石墨烯改性玻璃纤维增强体的质量计为 400mL/g；（6）制备不饱和聚酯树脂片：在温度为60℃条件下，将70kg双环戊二烯、20kg过氧化氢、0.3kg酚改性的六氯化钨以及3kg所述步骤（2）制得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℃，在继续搅拌的前提下加入3kg阻燃剂、2kg纳米填料、1.7kg氧化钾，继续搅拌反应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；（7）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层步骤（5）制得的硅烷偶联剂改性的玻璃纤维布通过模压工艺制备形成高性能的玻璃钢复合材料。