一种高性能耐候性多孔板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能耐候性多孔板，所述多孔板的原料包括不饱和聚酯树脂、纳米TiO2、短切玻纤和添加剂，所述添加剂包括固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂、抗氧剂和光稳定剂。本发明专利技术还涉及上述高性能耐候性多孔板提供了该多孔板的制备方法，包括制备预成型件、制备混合液、成型和脱模。本发明专利技术将纳米TiO2和短切玻纤均匀添加到不饱和聚酯树脂基体中配制成一种高性能耐候性多孔板，配制成的高性能多孔板具有成型工艺简单、强度高、耐热性好、抗腐蚀能力和抗氧化能力强等特点。

A high performance weatherproof porous plate and its preparation method

The invention relates to a high-performance weatherproof porous plate, which comprises unsaturated polyester resin, nano TiO2, short cut glass fiber and additives. The additives include curing agents, accelerants, coupling agents, flame retardants, antioxidants and light stabilizers. The invention also relates to the above high-performance weatherproof porous plate, which provides the preparation method of the porous plate, including preparing preforms, preparing mixing liquid, molding and demoulding. The invention of nano TiO2 and short glass fiber uniformly added to the unsaturated polyester resin matrix is formulated as a high performance weather resistant porous plate, high performance porous plate prepared with simple molding process, high strength, good heat resistance, corrosion resistance and oxidation resistance etc..

【技术实现步骤摘要】
一种高性能耐候性多孔板及其制备方法
本专利技术涉及一种多孔板，尤其涉及一种高性能耐候性多孔板及其制备方法。
技术介绍
多孔板使用的材料大致有两类：金属材料和玻璃钢复合材料。若采用金属材料，则多孔板在力学性能上能够满足使用条件，但是自身造价很高，而且由金属材料制成的挡风板自身重量较大，会增加钢结构支架支护成本，此外，金属材料易腐蚀，耐候性不强，使用寿命较短；采用玻璃钢复合材料（树脂为基体，无纺玻纤布为增强材料）时，多孔板一般是以手糊成型的方法制成的，这样做虽然产品的自身重量大大减轻，且耐腐蚀性能好，但是由于是采用人工的方法进行手糊成型，工艺粗糙。因此，生产效率较低，使得产品的成本仍然偏高，并且综合性能不完善，不能适应各种环境的需求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有多孔板高性能和低成本不能兼得的问题，提供了一种高性能耐候性多孔板，该多孔板以不饱和聚酯树脂为主要材料，通过多种成分的配合，尤其是纳米TiO2/短切玻纤/UPR三元复合体系的相互作用，有效改善多孔板的力学性能和耐热性能，在降低成本的同时，简化成型工艺，采用热压成型的生产方式，提高生产效率，实现大规模机械化生产。本专利技术为了实现上述目的，所采取的技术方案为：一种高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述多孔板的原料包括不饱和聚酯树脂、纳米TiO2、短切玻纤和添加剂，所述添加剂包括固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂、抗氧剂和光稳定剂。进一步的，以所述不饱和聚酯树脂质量为基准，各组分质量含量为：纳米TiO23~5%；短切玻纤28~32%；固化剂0.8~1.2%；促进剂0.15~0.25%；偶联剂2~4%；阻燃剂25~28%；抗氧剂0.4~0.6%；光稳定剂0.4~0.6%。进一步的，所述不饱和聚酯树脂由邻苯型不饱和聚酯树脂与苯乙烯通过聚合反应形成。进一步的，所述纳米TiO2为纳米量级的超细微粒，颗粒尺寸为1~100nm，所述短切玻纤在所述不饱和聚酯树脂内不定向均匀分散，所述短切玻纤直径为9~13μm，长度为15mm，抗拉强度为1800~2000MPa。进一步的，所述固化剂为过氧化甲乙酮，用于促进不饱和聚酯树脂发生聚合反应形成网状结构的热固性树脂，其使用温度为50℃~150℃。进一步的，所述促进剂为异酸辛钴，用于降低固化剂分解温度和加速固化剂与树脂反应速度，使树脂凝胶、固化时间缩短。进一步的，所述偶联剂为经钛酸酯偶联剂NXT－102，用来对纳米TiO2进行表面处理。进一步的，所述阻燃剂包括甲基膦酸二甲酯（DMMP）与三聚氰胺（Mel），用来提高三元复合材料的阻燃性能，甲基膦酸二甲酯分解温度大于187℃，用量为不饱和聚酯树脂用量的4~8%，三聚氰胺分解温度为345℃，用量为不饱和聚酯树脂用量的18~22%。进一步的，抗氧剂包括丙酸正十八碳酸酯（1076）和硫代二丙酸二月桂酯（DLTP），1076可以捕捉聚合物过氧化自由基而后变成氢过氧化物，DLTP能够分解氢过氧化物，将两者混合使用来提高三元复合材料的抗热氧老化能力。1076用量为不饱和聚酯树脂用量的0.1~0.2%，DLTP用量为不饱和聚酯树脂用量的0.3~0.4%。进一步的，所述光稳定剂为纳米TiO2和二苯并三唑（UV-P），其中纳米TiO2除了作为复合材料的主要原料用来增韧不饱和聚酯树脂外，还充当光屏蔽剂，反射或吸收太阳光紫外线从而阻止紫外线深入聚合物内部，其用量为不饱和聚酯树脂用量的3~5%。UV-P是紫外线吸收剂，利用自身分子结构，将光能转化为热能，避免塑料材料发生光氧化反应，同时和作为光屏蔽剂的TiO2产生协同作用来提高三元复合材料的抗紫外光老化能力，UV-P用量为不饱和聚酯树脂用量的0.1~0.2%。进一步的，所述多孔板的开孔率为15%~30%。进一步的，以所述不饱和聚酯树脂质量为基准，各组分质量含量为：纳米TiO24%；短切玻纤30%；固化剂1%；促进剂0.2%；偶联剂3%；阻燃剂26%；抗氧剂0.5%；光稳定剂0.5%。本专利技术针对上述高性能耐候性多孔板提供了该多孔板的制备方法，包括以下步骤：1）制备预成型件：配制短切纤维与乳液黏合剂的混合浆料，将开孔率为15%~30%的网模由其中拉过，然后由浆液中取出，流去水份，静热风干燥后脱模备用；2）制备混合液：将不饱和聚酯树脂与钛酸酯偶联剂NXT－102处理过的纳米TiO2混合，搅拌均匀，再加入阻燃剂DMMP和Mel、抗氧剂1076和DLTP以及光稳定剂UV-P，搅拌均匀，最后加入固化剂过氧化甲乙酮和促进剂异辛酸钴，继续搅拌均匀，备用；3）成型：将由步骤1制得的预成型件放在模具（模具上具有圆形凸起，与网模配套）上，将步骤2制得的混合液倒在预成型件上，然后合模；多余的树脂被挤出，合模动作开始快，但最终接触复合材料时要缓慢，使空气得以排出并使浸渍充分；4）脱模：常温脱模，整理成型，即得由纳米TiO2/短切玻纤/UPR三元复合体系组成的高性能耐候性多孔板。本专利技术所产生的有益效果包括：本专利技术通过加入表面改性的纳米TiO2粒子和短切玻璃纤维来共同增韧增强不饱和聚酯树脂（UPR树脂），希望得到的三元复合材料的力学性能和耐热性能高于单独用纳米TiO2或短切玻璃纤维增韧增强的不饱和聚酯树脂二元复合材料。通过测试力学性能和耐热性能，找到纳米TiO2/短切玻纤/不饱和聚酯树脂三元复合材料的最佳原料配比；通过添加适当的助剂来提高复合材料的阻燃性以及抗热氧老化和紫外光老化能力，使得该三元复合材料具备较好的耐候性。本专利技术提供的一种高性能耐候性多孔板的组成及其制备方法，首次提出将纳米TiO2和短切玻纤均匀添加到不饱和聚酯树脂基体中配制成一种高性能耐候性多孔板，配制成的高性能多孔板具有成型工艺简单、强度高、耐热性好、抗腐蚀能力和抗氧化能力强等特点，使其更适用于长期暴露在恶劣环境中的煤尘飞扬地区。本专利技术提出的纳米TiO2/短切玻纤/UPR三元复合体系可有效改善多孔板结构的耐候性，增加其使用寿命，不仅具有重要的科学价值，也具有明显的社会经济效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做具体说明：分别制得纳米TiO2/短切玻纤/UPR三元复合材料试样、纳米TiO2/UPR复合材料试样、短切玻璃纤维/UPR复合材料试样以及纯UPR试样，分别测定不同复合材料体系最大冲击强度、最大弯曲强度以及最高热变形温度并进行比较。实施例1：纳米TiO2/短切玻纤/UPR三元复合材料试样以下质量分数均为所添加物质占UPR树脂质量的百分数。1）将长度为15mm短切玻璃纤维与乳液黏合剂混合并搅拌均匀，配制成混合浆料，将网模由其中拉过并取出，流去水份，干燥后脱模制得预成型件，短切玻璃纤维添加量为UPR树脂质量的30%；2）在UPR树脂中先加入经偶联剂NXT-102处理过的质量分数为4%的纳米TiO2，搅拌均匀，再加入阻燃剂DMMP和Mel、抗氧剂1076和DLTP、光稳定剂UV-P等添加剂成分，搅拌均匀，其中DMMP、Mel、1076、DLTP和UV-P的添加量分别为UPR树脂质量的6%、20%、1%、0.4%和0.1%；最后加入固化剂过氧化甲乙酮和促进剂异辛酸钴，搅拌均匀，其中氧化甲乙酮和异辛酸钴的添加量分别为UPR树脂质量的1%和0.2%。3）将由步骤1制得的预成型件放在模具上，将步骤2制得的混合液倒在预成型件上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述多孔板的原料包括不饱和聚酯树脂、纳米TiO2、短切玻纤和添加剂，所述添加剂包括固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂、抗氧剂和光稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述多孔板的原料包括不饱和聚酯树脂、纳米TiO2、短切玻纤和添加剂，所述添加剂包括固化剂、促进剂、偶联剂、阻燃剂、抗氧剂和光稳定剂。2.根据权利要求1所述的高性能耐候性多孔板，其特征在于：以所述不饱和聚酯树脂质量为基准，各组分质量含量为：纳米TiO23~5%；短切玻纤28~32%；固化剂0.8~1%；促进剂0.15~0.25%；偶联剂2~4%；阻燃剂24~28%；抗氧剂0.4~0.6%；光稳定剂0.4~0.6%。3.根据权利要求1所述的高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述不饱和聚酯树脂由邻苯型不饱和聚酯树脂与苯乙烯通过聚合反应形成。4.根据权利要求1所述的高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述纳米TiO2为纳米量级的超细微粒，颗粒尺寸为1~100nm，所述短切玻纤在所述不饱和聚酯树脂内不定向均匀分散，所述短切玻纤直径为9~13μm，长度为15mm，抗拉强度为1800~2000MPa。5.根据权利要求1所述的高性能耐候性多孔板，其特征在于：所述固化剂为过氧化甲乙酮，所述促进剂为异酸辛钴，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江朝华，毛成，陈达，冯兴国，魏敏，杨鋆，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32