一种新型列车高强度复合玻璃钢及其制备工艺制造技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域，提出了一种新型列车高强度复合玻璃钢及其制备工艺，包括以下重量份的组分：聚醚醚酮树脂25～50份，环氧树脂16～30份，高密度聚乙烯10～28份，玻璃纤维20～35份，氧化铝纤维8～20份，纳米羟基磷灰石5～15份，纳米氧化钛2.5～5份，复合改性剂5～20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5～2份，抗氧剂0.7～2份。其中，复合改性剂由以下重量份的组分组成：聚乙二醇2.5～6.7份，聚琥珀亚酰胺1.1～3.8份，泊洛沙姆1.5～3.9份，十三烷醇聚醚0.5～2.6份，羧甲基纤维素钠1.6～4.3份。通过上述技术方案，解决了现有技术中复合玻璃钢强度不高的问题。

A new type of high strength composite FRP for train and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
一种新型列车高强度复合玻璃钢及其制备工艺
本专利技术属于复合材料
，涉及一种新型列车高强度复合玻璃钢及其制备工艺。
技术介绍
玻璃钢复合材料在我国俗称玻璃钢，是以合成树脂作基体材料的、以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，组成的一种复合材料。玻璃钢复合材料具有质轻而硬、电绝缘、耐化学腐蚀、传热慢、成型方便、隔音、防水等优点，广泛应用并与车身顶盖、导流板、遮阳罩、车身壳体、车身裙边零部件等。现有的玻璃钢复合材料通常强度不高，难以满足使用需求。因此，目前行业内急需一种新的玻璃钢复合材料来解决现有技术所存在的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种新型列车高强度复合玻璃钢及其制备工艺，解决了现有技术中复合玻璃钢强度不高的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种新型列车高强度复合玻璃钢，包括以下重量份的组分：聚醚醚酮树脂25～50份，环氧树脂16～30份，高密度聚乙烯10～28份，玻璃纤维20～35份，氧化铝纤维8～20份，纳米羟基磷灰石5～15份，纳米氧化钛2.5～5份，复合改性剂5～20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5～2份，抗氧剂0.7～2份，所述复合改性剂由以下重量份的组分组成：聚乙二醇2.5～6.7份，聚琥珀亚酰胺1.1～3.8份，泊洛沙姆1.5～3.9份，十三烷醇聚醚0.5～2.6份，羧甲基纤维素钠1.6～4.3份。作为进一步的技术方案，包括以下重量份的组分：聚醚醚酮树脂38份，环氧树脂24份，高密度聚乙烯19份，玻璃纤维27份，氧化铝纤维15份，纳米羟基磷灰石10份，纳米氧化钛3.7份，复合改性剂13份，聚乙烯醇缩丁醛1.3份，抗氧剂1.5份，所述复合改性剂由以下重量份的组分组成：聚乙二醇4.5份，聚琥珀亚酰胺2.5份，2.7份，十三烷醇聚醚1.3份，羧甲基纤维素钠2.8份。作为进一步的技术方案，所述复合改性剂的制备方法如下：将聚乙二醇和泊洛沙姆加热至60℃，加入羧甲基纤维素钠和十三烷醇聚醚，混合均匀后冷却至室温，加入聚琥珀亚酰胺，混合均匀，得到复合改性剂。作为进一步的技术方案，所述环氧树脂为环氧树脂903、环氧树脂901与环氧树脂E51质量比为3：1：1的混合物。作为进一步的技术方案，所述玻璃纤维与所述氧化铝纤维的质量比为1.8：1。作为进一步的技术方案，所述玻璃纤维的直径为2～10μm，长度为0.5～0.8mm，所述氧化铝纤维的直径为5～15μm，长度为0.2～0.3mm。作为进一步的技术方案，所述抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚与亚磷酸三辛酯质量比为2：1的混合物。本专利技术还提出了一种新型列车高强度复合玻璃钢的制备工艺，包括以下步骤：S1.按照上述的一种新型列车高强度复合玻璃钢的配方，称取各组分备用；S2.将玻璃纤维、氧化铝纤维混合均匀，得到混合纤维；将复合改性剂加入水中，加热到80℃，溶解后加入环氧树脂，搅拌均匀后得到混合液；将混合液均匀涂覆到混合纤维表面，烘干后得到改性混合纤维；S3.将聚醚醚酮树脂、高密度聚乙烯、纳米羟基磷灰石、纳米氧化钛混合，搅拌15～20min，得到预混料；S4.将步骤S3得到的预混料与改性混合纤维混合，加入聚乙烯醇缩丁醛、抗氧剂，搅拌40～60min，得到混合物料；S5.将混合物料固化成型，得到高强度复合玻璃钢。作为进一步的技术方案，步骤S2中水的加入量为复合改性剂质量的5倍。作为进一步的技术方案，所述固化成型温度为90～110℃。本专利技术的工作原理及有益效果为：1、本专利技术中，特定的配方及制备工艺使得制备的复合玻璃钢具有高硬度、高弯曲强度和高冲击强度等良好的力学性能，其中，邵氏硬度高达118D，弯曲强度高达227MPa，抗冲击强度高达359MPa，有效解决了现有技术中复合玻璃钢强度不高的问题，适合推广使用。2、本专利技术中，复合改性剂、氧化铝纤维、纳米羟基磷灰石、聚醚醚酮树脂相互配伍，显著提高了复合玻璃钢的硬度、弯曲强度和抗冲击强度。复合添加剂由聚乙二醇、聚琥珀亚酰胺、泊洛沙姆、十三烷醇聚醚、羧甲基纤维素钠组成，复合添加剂的加入，对由氧化铝纤维、玻璃纤维混合得到的混合纤维起到润滑保护，黏结混合纤维集束，从而防止混合纤维表面静电荷积累，使得混合纤维更好的与环氧树脂结合，进而使制备的复合玻璃钢具有高硬度、高弯曲强度和高抗冲击强度。氧化铝纤维的加入，与玻璃纤维协同作用，显著提高了复合玻璃钢的硬度和抗冲击强度。纳米羟基磷灰石具有纳米级尺寸，可以进入聚醚醚酮树脂、高密度聚乙烯分子链内部，从而大大提高复合玻璃钢的硬度、弯曲强度和抗冲击强度。聚醚醚酮树脂具有很好的耐高温性和耐疲劳性，韧性和刚性兼备，同时，聚醚醚酮树脂与环氧树脂具有很好的相容性，与氧化铝纤维、玻璃纤维配伍，不仅提高了复合玻璃钢的抗冲击强度，而且提高了复合玻璃钢的弯曲强度。3、本专利技术中，采用玻璃纤维与所述氧化铝纤维的质量比为8:1的混合纤维以及环氧树脂903、环氧树脂901与环氧树脂E51质量比为3：1：1的环氧树脂，与配方中的其他组分配伍，显著提高了复合玻璃钢的硬度、弯曲强度和抗冲击强度。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种新型列车高强度复合玻璃钢，包括以下重量份的组分：聚醚醚酮树脂25份，环氧树脂16份，高密度聚乙烯10份，玻璃纤维20份，氧化铝纤维8份，纳米羟基磷灰石5份，纳米氧化钛2.5份，复合改性剂5份，聚乙烯醇缩丁醛0.5份，抗氧剂0.7份，其中，复合改性剂由以下重量份的组分组成：聚乙二醇4004.5份，聚琥珀亚酰胺2.5份，泊洛沙姆2.7份，十三烷醇聚醚1.3份，羧甲基纤维素钠2.8份，复合改性剂的制备方法如下：将聚乙二醇400和泊洛沙姆加热至60℃，加入羧甲基纤维素钠和十三烷醇聚醚，混合均匀后冷却至室温，加入聚琥珀亚酰胺，混合均匀，得到复合改性剂；环氧树脂为环氧树脂903、环氧树脂901与环氧树脂E51质量比为3：1：1的混合物；玻璃纤维的直径为2～10μm，长度为0.5～0.8mm，氧化铝纤维的直径为5～15μm，长度为0.2～0.3mm；抗氧剂为2，6-三级丁基-4-甲基苯酚与亚磷酸三辛酯质量比为2：1的混合物；其制备工艺，包括以下步骤：S1.按照上述的配方，称取各组分备用；S2.将玻璃纤维、氧化铝纤维混合均匀，得到混合纤维；将复合改性剂加入其5倍质量的水中，加热到80℃，溶解后加入环氧树脂，搅拌均匀后得到混合液；将混合液均匀涂覆到混合纤维表面，烘干后得到改性混合纤维；S3.将聚醚醚酮树脂、高密度聚乙烯、纳米羟基磷灰石、纳米氧化钛混合，搅拌15～20min，得到预混料；...

【技术保护点】
1.一种新型列车高强度复合玻璃钢，其特征在于，包括以下重量份的组分：/n聚醚醚酮树脂25～50份，环氧树脂16～30份，高密度聚乙烯10～28份，玻璃纤维20～35份，氧化铝纤维8～20份，纳米羟基磷灰石5～15份，纳米氧化钛2.5～5份，复合改性剂5～20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5～2份，抗氧剂0.7～2份，/n所述复合改性剂由以下重量份的组分组成：/n聚乙二醇2.5～6.7份，聚琥珀亚酰胺1.1～3.8份，泊洛沙姆1.5～3.9份，十三烷醇聚醚0.5～2.6份，羧甲基纤维素钠1.6～4.3份。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型列车高强度复合玻璃钢，其特征在于，包括以下重量份的组分：
聚醚醚酮树脂25～50份，环氧树脂16～30份，高密度聚乙烯10～28份，玻璃纤维20～35份，氧化铝纤维8～20份，纳米羟基磷灰石5～15份，纳米氧化钛2.5～5份，复合改性剂5～20份，聚乙烯醇缩丁醛0.5～2份，抗氧剂0.7～2份，
所述复合改性剂由以下重量份的组分组成：
聚乙二醇2.5～6.7份，聚琥珀亚酰胺1.1～3.8份，泊洛沙姆1.5～3.9份，十三烷醇聚醚0.5～2.6份，羧甲基纤维素钠1.6～4.3份。


2.根据权利要求1所述的一种新型列车高强度复合玻璃钢，其特征在于，包括以下重量份的组分：
聚醚醚酮树脂38份，环氧树脂24份，高密度聚乙烯19份，玻璃纤维27份，氧化铝纤维15份，纳米羟基磷灰石10份，纳米氧化钛3.7份，复合改性剂13份，聚乙烯醇缩丁醛1.3份，抗氧剂1.5份，
所述复合改性剂由以下重量份的组分组成：
聚乙二醇4.5份，聚琥珀亚酰胺2.5份，泊洛沙姆2.7份，十三烷醇聚醚1.3份，羧甲基纤维素钠2.8份。


3.根据权利要求1所述的一种新型列车高强度复合玻璃钢，其特征在于，所述复合改性剂的制备方法如下：
将聚乙二醇和泊洛沙姆加热至60℃，加入羧甲基纤维素钠和十三烷醇聚醚，混合均匀后冷却至室温，加入聚琥珀亚酰胺，混合均匀，得到复合改性剂。


4.根据权利要求3所述的一种新型列车高强度复合玻璃钢，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂903、环氧树脂901与环氧树脂E51质量比为3：1：1的混合物。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙良，
申请(专利权)人：唐山林德轨道交通设备有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13