一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料及其制备方法，属于玻璃钢复合材料制备领域。包括如下步骤：S1、对干燥的、经拉挤设备牵引机牵引前进的增强纤维涂刷漆油；S2、已涂刷漆油的增强纤维在牵引机的带动下进入树脂胶槽进行浸胶；S3、浸有漆油和树脂胶液的增强纤维继续在牵引机的带动下进入高温模具并固化成型；S4、出模具并自然冷却。本发明专利技术，通过在成型中加入油漆相，阻止光线进入树脂和纤维结合处，制备的拉挤玻璃钢材料在达到同等老化性能的前提下，具有成本更低的优势。

A Low Cost Light Aging Resistant Pultruded FRP Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料及其制备方法
本专利技术属于拉挤工艺下玻璃钢复合材料制备领域，具体涉及改变在已成型制品表面涂刷昂贵的氟碳漆来提高玻璃钢制品耐光老化性能这一传统工艺，而采用先对增强纤维涂刷漆油再浸树脂胶液的方式，利用树脂胶液固化时漆油与树脂胶液不相容而迁移到表面的原理，制备具有优异耐光老化性能的玻璃钢复合材料及其制备方法。
技术介绍
拉挤工艺制备玻璃钢复合材料具有原材料利用率高、可生产复杂结构型材、生产效率高、制品力学性能高、质量可控及稳定性高等优点，非常适合大批量生产高质量的纤维复合材料型材。但工作环境有光照射的制品必须进行特殊处理以提高其耐光老化性能，处理方式一般包含以下3种：一是通过在树脂配方中添加紫外线吸收剂的方式，如公开文件一中公开了一种耐老化玻璃钢的制备方式，通过在树脂配方中同时添加紫外线吸收剂或耐老化剂，并依靠添加剂的功能提高制品耐光老化性能。但是一方面紫外线吸收剂等助剂价格昂贵，另一方面随着添加剂的消耗，制品的耐老化性能也随之下降。二是通过在表面涂刷耐紫外线涂层的方式，公开文件二中公布了具有防紫外功能的玻璃钢制品，都是通过在玻璃钢表层再涂刷耐紫外涂层的方式提高制品的耐光老化性能。这种方式具有如下缺点：（1）涂层多为氟碳漆，价格昂贵；（2）需对已成型制品重新涂刷油漆，并架设烘干房或烘道，增加工序和成本；（3）已成型制品表层会有脱模油溢出，影响涂层附着力；（4）涂漆制品使用时如涂层出现划伤等损坏，则严重影响其耐光老化性能。三是通过在制品表层再制备纯脂肪族防紫外层的方式，如公开文件三中公布一种耐紫外光的缠绕电杆，通过在电杆表层缠绕浸有脂肪族聚氨酯树脂胶液的玻璃纤维并固化的方式来提高电杆整体的耐光老化性。但是这种方式将复合材料的制备工艺由“一步”变成了“两步”，而且脂肪族树脂价格也是十分昂贵，不利于大面积推广。
技术实现思路
专利技术目的：提供一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，以解决上述现有技术上存在的问题。技术方案：一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：对干燥的、经拉挤设备牵引机牵引前进的增强纤维涂刷耐光老化漆油；步骤S2：已涂刷漆油的增强纤维在牵引机的带动下进入树脂胶槽进行浸胶；步骤S3：浸有漆油和树脂胶液的增强纤维继续在牵引机的带动下进入高温模具并固化成型；步骤S4：出模具并自然冷却。作为一个优选方案，所述步骤S1中的增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或聚乙烯纤维。作为一个优选方案，所述步骤S1中的涂刷漆油的方式为喷涂、刷涂、辊涂或浸涂，所述涂刷方式均可采用人工或增加机械装置的方式实现。作为一个优选方案，所述步骤S1中的耐光老化漆油为市售具有耐光老化功能的油性漆或无溶剂漆。作为一个优选方案，所述油性漆是以醇类或苯乙烯类溶剂为分散介质的线性丙烯酸酯类聚合物油性漆，分子量为20000-50000g/mol。作为一个优选方案，所述无溶剂漆是低熔点的线性丙烯酸酯类聚合物，熔点在80-100℃。作为一个优选方案，所述步骤S2中的树脂胶槽为开放式或密闭式。作为一个优选方案，所述步骤S2中的树脂胶槽中的树脂胶液为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂。本专利技术还提供由上述制备方法得到的低成本耐光老化玻璃钢材料。有益效果：本专利技术涉及一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，浸胶前，在增强纤维上涂刷廉价油性或无溶剂油漆，浸胶后，在模具中高温固化时，油漆和树脂内的脱模剂组成的“惰性体系”不参与树脂固化并始终保持“液相”状态，具有流动和向制品表层迁移能力。而树脂彼此交联粘度逐渐增大，此时“惰性体系”与树脂交联体系慢慢分离成两相，随着树脂粘度进一步增大并至“固相”状态，“惰性体系”被迫向表层迁移。由于油漆分子量较脱模剂更大，其迁移能力相对较弱，因此，在迁移过程中，油漆相和脱模剂相会进一步分离，最终脱模剂会迁移到表层外侧，帮助制品脱模，而在制品离开模具，进入空气中后，油漆相温度会迅速降低至室温左右，失去流动能力，成为“固相”并停留在表层内侧，阻止光线进入树脂和纤维结合处。解决了玻璃钢复合材料中树脂与纤维之间因光老化发生脱离或剥离，导致制品性能会出现断崖式下降的问题。相比现有技术工艺，本专利技术还具有如下优点：1、工艺简单，甚至不需要增加新的机械设备，仅依靠人工刷涂即可实现部分简单型材的生产；2、成本低廉，无需刷涂昂贵的氟碳漆或脂肪族涂层即可依靠制品表层内的廉价油漆来反射掉有害光线，防止有害光线进入到树脂和纤维的结合处；3、规避了传统工艺下，在制品表面涂刷耐老化涂层时经常出现因脱模剂迁移而附着力差的问题；4、规避了传统工艺下，制品因表层防紫外涂层出现划伤、撞伤或其他破坏而出现的局部光老化十分严重的现象。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。太阳光在照射到玻璃钢复合材料表面后，主要有三种情况：①部分光线透过玻璃复合材料；②部分光线被玻璃复合材料表面反射；③部分光线被玻璃复合材料吸收。根据光化活性原理，任何光化学反应过程中，分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应；也就是说，只有被玻璃复合材料吸收的部分光线，才会引起玻璃复合材料发生光反应，造成光老化。在玻璃复合材料中，基体材料为树脂，增强材料为玻璃纤维。对于玻璃纤维而言，光稳定性能较高，不是导致玻璃复合材料老化的主要原因，相较而言，树脂基体更容易引起光老化。由于纤维包覆在树脂基体内部，尤其在树脂与纤维的层间结合处，其键能最为脆弱，树脂基体更容易形成电子激发态，与周围的氧分子发生氧化反应。因此，对玻璃钢复合材料影响最大的光老化主要发生在树脂与纤维的层间结合处，一旦树脂与纤维之间因光老化发生脱离或剥离，因此制品性能会出现断崖式下降。本专利技术技术原理为：在模具中高温固化时，油漆和树脂内的脱模剂组成的“惰性体系”不参与树脂固化并始终保持“液相”状态，具有流动和向制品表层迁移能力。而树脂彼此交联粘度逐渐增大，此时“惰性体系”与树脂交联体系慢慢分离成两相，随着树脂粘度进一步增大并至“固相”状态，“惰性体系”被迫向表层迁移。由于油漆分子量较脱模剂更大，其迁移能力相对较弱，因此，在迁移过程中，油漆相和脱模剂相会进一步分离，最终脱模剂会迁移到表层外侧，帮助制品脱模，而在制品离开模具，进入空气中后，油漆相温度会迅速降低至室温左右，失去流动能力，成为“固相”并停留在表层内侧，阻止光线进入树脂和纤维结合处。如选择有分散介质的油性油漆，聚氨酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂应选择以醇类为分散介质的丙烯酸酯类聚合物漆，而含有大量苯乙烯的不饱和树脂和乙烯基树脂应选择以苯乙烯为分散介质的油漆，原因是：所选油性油漆的分散介质或溶剂可直接参与树脂的固化，有利于油漆内有效物质的迁移和凝固；低沸点无溶剂丙烯酸酯油漆适用于所有树脂。选用20000-50000g/mol分子量的丙烯酸酯类油漆是由于一方面丙烯酸酯类聚合物同所有树脂相容性较好，不会出现油漆与树脂分层现象；另一方面，分子量过低的丙烯酸酯类在树脂固化时迁移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：对干燥的、经拉挤设备牵引机牵引前进的增强纤维涂刷耐光老化漆油；步骤S2：已涂刷漆油的增强纤维在牵引机的带动下进入树脂胶槽进行浸胶；步骤S3：浸有漆油和树脂胶液的增强纤维继续在牵引机的带动下进入高温模具并固化成型；步骤S4：出模具并自然冷却。

【技术特征摘要】
1.一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1：对干燥的、经拉挤设备牵引机牵引前进的增强纤维涂刷耐光老化漆油；步骤S2：已涂刷漆油的增强纤维在牵引机的带动下进入树脂胶槽进行浸胶；步骤S3：浸有漆油和树脂胶液的增强纤维继续在牵引机的带动下进入高温模具并固化成型；步骤S4：出模具并自然冷却。2.根据权利要求1所述的低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的增强纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维或聚乙烯纤维。3.根据权利要求1所述的低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的涂刷漆油的方式为喷涂、刷涂、辊涂或浸涂，所述涂刷方式均可采用人工或增加机械装置的方式实现。4.根据权利要求1所述的低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的耐光老化漆油为市售具有耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠明杰，邓军发，成源，
申请(专利权)人：南京聚发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32