一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法及其应用，该方法是将丙烯酸树脂、脲醛树脂、相容剂、抗静电剂反应制成树脂聚合物，随后将邻苯二甲酸丁苄酯、聚六亚甲基双胍盐酸盐加入到醋酸甲酯溶液中超声处理后加入树脂聚合物制成改性树脂复合材料，再将纳米碳化钛、玄武岩纤维与二甲基甲酰胺溶液超声处理得到初级混合反应液后加入空心玻璃微珠，与润滑剂、热稳定剂、固化剂反应得到二级混合反应液，再与改性树脂复合材料经双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。制备而成的树脂基复合材料，其耐候性强，作为汽车工业配件材料具有良好的应用前景。

Preparation and application of a high weatherability resin matrix composite

The invention discloses a preparation method and application of a high weather resistance resin matrix composite material. The method is to react acrylic resin, urea-formaldehyde resin, compatibilizer and antistatic agent to prepare resin polymer, and then add butyl benzyl phthalate and polyhexamethylene biguanide hydrochloride to methyl acetate solution for ultrasonic treatment. Modified resin composites were prepared by adding resin polymers. The primary mixed reaction solution was obtained by ultrasonic treatment of nano-titanium carbide, basalt fibers and dimethylformamide solution. Hollow glass beads were added to the reaction solution. The second mixed reaction solution was obtained by reaction with lubricants, thermal stabilizers and curing agents, and then with the modified resin composites. After melt extrusion in twin-screw extruder, the extrudate was injected into the die and cured in the blast drying box to obtain the finished resin matrix composites. The resin matrix composites prepared by this method have strong weatherability, and have good application prospects as automotive accessories materials.

【技术实现步骤摘要】
一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法及其应用
本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法及其应用。
技术介绍
树脂基复合材料也称纤维增强塑料，是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。热固性丙烯酸树脂是以丙烯酸系单体（丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等）为基本成分，经交联成网络结构的不溶不熔丙烯酸系聚合物。除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，耐磨耐划性更优良。热塑性丙烯酸树脂由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物（如酯类、腈类、酰胺类）聚合制成的一类热塑性树脂。可反复受热软化和冷却凝固。一般为线型高分子化合物，可以是均聚物，也可以是共聚物，具有较好的物理机械性能，耐候性、耐化学品性及耐水性优异，保光保色性高。脲醛树脂又称脲甲醛树脂，是尿素与甲醛在催化剂作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不溶、不熔的末期热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳。可用于耐水性和介电性能要求不高的制品，如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖，也可用于部分餐具的制造。虽然目前已有利用丙烯酸树脂和脲醛树脂制备而成的热固性树脂基摩擦材料，如申请人为南京航空航天大学的中国专利CN1850882A公开了一种超声电机热固性树脂基摩擦材料，具有优越的耐磨性、合适的硬度、优良的输出特性，可低温固化，直接成型。但是，该树脂基复合材料在耐候性方面仍然不能满足某些特定环境的应用要求，给树脂基复合材料的进一步应用带来了不小的影响。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法及其应用，该方法是将丙烯酸树脂、脲醛树脂、相容剂、抗静电剂反应制成树脂聚合物，随后将邻苯二甲酸丁苄酯、聚六亚甲基双胍盐酸盐加入到醋酸甲酯溶液中超声处理后加入树脂聚合物制成改性树脂复合材料，再将纳米碳化钛、玄武岩纤维与二甲基甲酰胺溶液超声处理得到初级混合反应液后加入空心玻璃微珠，与润滑剂、热稳定剂、固化剂反应得到二级混合反应液，再与改性树脂复合材料经双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。制备而成的树脂基复合材料，其耐候性强，作为汽车工业配件材料具有良好的应用前景。技术方案：为了解决上述问题，本专利技术公开了一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法，由以下步骤组成：（1）将丙烯酸树脂50～60份、脲醛树脂45～55份、相容剂2～4份、抗静电剂2～4份加入反应釜中，控制反应釜内温度为85～95℃，按照150～250转/分钟的速率搅拌100～120分钟，得到树脂聚合物；（2）将邻苯二甲酸丁苄酯16～20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐8～10份加入到其重量60～80倍的浓度为20%的醋酸甲酯溶液中，以200～250W的功率超声分散处理15～20分钟，随后向超声分散处理液中加入步骤（1）得到的树脂聚合物，在50℃下保温搅拌4～6小时，再将保温搅拌处理后的混合液在105～115℃下固化处理60～90分钟，冷却至室温，得改性树脂复合材料；（3）将纳米碳化钛5～9份、玄武岩纤维3～5份与浓度为15%的二甲基甲酰胺溶液共同加入超声分散器中，以150～180W的功率超声分散处理30～50分钟，随后将得到的超声分散处理液置于60℃的水浴中按照300～400转/分钟的速率搅拌反应3～5小时，得到初级混合反应液；（4）将空心玻璃微珠加入步骤（3）得到的混合反应液中，再加入润滑剂3～5份、热稳定剂2～4份、固化剂2～4份，在75℃下按照500～600转/分钟的搅拌速率搅拌反应80～90分钟，得到二级混合反应液；（5）将步骤(2)得到的改性树脂复合材料与步骤（4）得到的二级混合反应液加入双螺杆挤出机中熔融挤出，再将挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，设定鼓风干燥箱的当前温度为60～80℃，按照60～80℃保温50～70分钟，95～105℃保温100～120分钟，100～120℃保温150～180分钟，125～145℃保温200～220分钟的处理顺序进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。进一步的，所述步骤（1）中的相容剂选自丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚丙烯的共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的任意一种。进一步的，所述步骤（1）中的抗静电剂选自阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、非离子型抗静电剂中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的润滑剂选自聚乙烯蜡、乙烯-丙烯酸共聚物、芥酸酰胺中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的热稳定剂选自草酰氯单乙酯、亚磷酸二苯酯、硬脂酸钡中的任意一种。进一步的，所述步骤（4）中的固化剂选自二氨基环己烷、双氰胺、异佛尔酮二胺中的任意一种。与此同时，本专利技术还公开了上述制备方法制得的高耐候性树脂基复合材料作为汽车工业配件材料的应用。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的高耐候性树脂基复合材料的制备方法是将丙烯酸树脂、脲醛树脂、相容剂、抗静电剂反应制成树脂聚合物，随后将邻苯二甲酸丁苄酯、聚六亚甲基双胍盐酸盐加入到醋酸甲酯溶液中超声处理后加入树脂聚合物制成改性树脂复合材料，再将纳米碳化钛、玄武岩纤维与二甲基甲酰胺溶液超声处理得到初级混合反应液后加入空心玻璃微珠，与润滑剂、热稳定剂、固化剂反应得到二级混合反应液，再与改性树脂复合材料经双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。制备而成的树脂基复合材料，其耐候性强，作为汽车工业配件材料具有良好的应用前景。（2）本专利技术采用了将树脂基聚合物通过特定的改性方法制成改性树脂复合材料，再将改性树脂复合材料进行后续处理，对树脂基复合材料进行了有效的性能提升，给最后制备得到的树脂基复合材料带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本专利技术的技术效果起到了决定性的作用。具体实施方式实施例1（1）将丙烯酸树脂50份、脲醛树脂45份、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物2份、阳离子型抗静电剂2份加入反应釜中，控制反应釜内温度为85℃，按照150转/分钟的速率搅拌100分钟，得到树脂聚合物；（2）将邻苯二甲酸丁苄酯16份、聚六亚甲基双胍盐酸盐8份加入到其重量60倍的浓度为20%的醋酸甲酯溶液中，以200W的功率超声分散处理15分钟，随后向超声分散处理液中加入步骤（1）得到的树脂聚合物，在50℃下保温搅拌4小时，再将保温搅拌处理后的混合液在105℃下固化处理60分钟，冷却至室温，得改性树脂复合材料；（3）将纳米碳化钛5份、玄武岩纤维3份与浓度为15%的二甲基甲酰胺溶液共同加入超声分散器中，以150W的功率超声分散处理30分钟，随后将得到的超声分散处理液置于60℃的水浴中按照300转/分钟的速率搅拌反应3小时，得到初级混合反应液；（4）将空心玻璃微珠加入步骤（3）得到的混合反应液中，再加入聚乙烯蜡3份、草酰氯单乙酯2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：（1）将丙烯酸树脂50～60份、脲醛树脂45～55份、相容剂2～4份、抗静电剂2～4份加入反应釜中，控制反应釜内温度为85～95℃，按照150～250转/分钟的速率搅拌100～120分钟，得到树脂聚合物；（2）将邻苯二甲酸丁苄酯16～20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐8～10份加入到其重量60～80倍的浓度为20%的醋酸甲酯溶液中，以200～250 W的功率超声分散处理15～20分钟，随后向超声分散处理液中加入步骤（1）得到的树脂聚合物，在50℃下保温搅拌4～6小时，再将保温搅拌处理后的混合液在105～115℃下固化处理60～90分钟，冷却至室温，得改性树脂复合材料；（3）将纳米碳化钛5～9份、玄武岩纤维3～5份与浓度为15%的二甲基甲酰胺溶液共同加入超声分散器中，以150～180W的功率超声分散处理30～50分钟，随后将得到的超声分散处理液置于60℃的水浴中按照300～400转/分钟的速率搅拌反应3～5小时，得到初级混合反应液；（4）将空心玻璃微珠加入步骤（3）得到的混合反应液中，再加入润滑剂3～5份、热稳定剂2～4份、固化剂2～4份，在75℃下按照500～600转/分钟的搅拌速率搅拌反应80～90分钟，得到二级混合反应液；（5）将步骤(2)得到的改性树脂复合材料与步骤（4）得到的二级混合反应液加入双螺杆挤出机中熔融挤出，再将挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，设定鼓风干燥箱的当前温度为60～80℃，按照60～80℃保温50～70分钟，95～105℃保温100～120分钟，100～120℃保温150～180分钟，125～145℃保温200～220分钟的处理顺序进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种高耐候性树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：（1）将丙烯酸树脂50～60份、脲醛树脂45～55份、相容剂2～4份、抗静电剂2～4份加入反应釜中，控制反应釜内温度为85～95℃，按照150～250转/分钟的速率搅拌100～120分钟，得到树脂聚合物；（2）将邻苯二甲酸丁苄酯16～20份、聚六亚甲基双胍盐酸盐8～10份加入到其重量60～80倍的浓度为20%的醋酸甲酯溶液中，以200～250W的功率超声分散处理15～20分钟，随后向超声分散处理液中加入步骤（1）得到的树脂聚合物，在50℃下保温搅拌4～6小时，再将保温搅拌处理后的混合液在105～115℃下固化处理60～90分钟，冷却至室温，得改性树脂复合材料；（3）将纳米碳化钛5～9份、玄武岩纤维3～5份与浓度为15%的二甲基甲酰胺溶液共同加入超声分散器中，以150～180W的功率超声分散处理30～50分钟，随后将得到的超声分散处理液置于60℃的水浴中按照300～400转/分钟的速率搅拌反应3～5小时，得到初级混合反应液；（4）将空心玻璃微珠加入步骤（3）得到的混合反应液中，再加入润滑剂3～5份、热稳定剂2～4份、固化剂2～4份，在75℃下按照500～600转/分钟的搅拌速率搅拌反应80～90分钟，得到二级混合反应液；（5）将步骤(2)得到的改性树脂复合材料与步骤（4）得到的二级混合反应液加入双螺杆挤出机中熔融挤出，再将挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，
申请(专利权)人：苏州洛特兰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32