一种环氧玻纤SMC片料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧玻纤SMC片料，涉及纤维增强热固性树脂复合材料应用领域，所述环氧玻纤SMC片料包括重量百分比为35～55％的可快速固化环氧SMC树脂组合物，重量百分比为1～4％的含胺基活泼氢的环氧增稠剂，重量百分比为25～55％的短切玻璃纤维，重量百分比0～40％的无机填料，本发明专利技术还公开了该种环氧SMC片料的制备方法。且在140～160℃模压3～10min快速成型，具有良好的力学性能，高耐热性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧玻纤SMC片料及其制备方法
本专利技术涉及纤维增强热固性树脂复合材料应用领域，特别涉及一种环氧玻纤SMC片料及其制备方法。
技术介绍
片状模塑料(SMC)模压成型是一种先进的树脂基复合材料成型方法。其制备方法为：首先将热固性树脂、增强纤维以及各种助剂通过增稠形成一种粘度较大较稳定的片料，再将该片料剪裁成一定的尺寸，铺放于模具中进行模压，SMC多采用玻璃纤维增强不饱和树脂得到。现有技术制备的SMC应用于复合材料制备时成型速度较慢，模压成型效率低，且初始粘度较大，不利于其与增强纤维之间的短时间浸润复合，流平较差，SMC中的气泡不易排出，严重影响纤维增强复合材料的生产效率和质量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：本专利技术提供一种环氧玻纤SMC片料，解决现有SMC模压成型生产复合材料制件时存在的诸多问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：一种环氧玻纤SMC片料，包含重量百分比为35～55的可快速固化环氧SMC树脂组合物，重量百分比为1～4％的含胺基活泼氢的环氧增稠剂，重量百分比为25～55％的短切玻璃纤维，重量百分比0～40％的无机填料；所述可快速固化环氧SMC树脂组合物包含环氧SMC树脂，稀释剂，环氧固化剂，固化促进剂和助剂；所述环氧增稠剂由单胺和/或多元胺中的至少一种组成，所述单胺含有一个伯氨基或仲氨基基团，所述多元胺含有至少一个伯氨基和/或仲氨基基团；所述短切玻璃纤维为环氧体系上浆剂处理的合股纱玻璃纤维，所述短切玻璃纤维长度为10～50mm。优选地，所述环氧SMC树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、特种环氧树脂、改性环氧树脂中的至少一种；所述稀释剂为含一个及多个环氧官能团的活性稀释剂；所述环氧固化剂为双氰胺、有机酸酰肼、芳香胺和改性胺中的至少一种；所述促进剂为有机脲、改性有机脲、咪唑、改性咪唑中的至少一种；所述助剂包括偶联剂、降粘剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增韧剂、浸润剂、防沉降剂、内脱模剂中的至少一种。优选地，所述环氧增稠剂包含乙二胺、二丙撑三胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺、1，3-环己二甲胺、N-氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、甲基环己二胺、环已基丙二胺、1,2-环己二胺、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、孟烷二胺、聚醚胺、二乙基甲苯二胺等脂肪胺、脂环胺和芳香胺以及改性脂肪胺、改性脂环胺和改性芳香胺中的一种或多种。优选地，所述环氧增稠剂中伯氨基和仲氨基总量与环氧SMC树脂中环氧基的摩尔比大于0.05小于0.4。优选地，所述无机填料包含碳酸钙、高岭土、彭润土、硫酸钡、滑石粉、氢氧化铝微粉中的至少一种，所述无机填料的D90粒径为5～20μm。一种上述环氧玻纤SMC片料的制备方法，包括以下工序：a、将环氧树脂，稀释剂，固化剂，固化促进剂和助剂按重量比例加入树脂反应釜中搅拌混合均匀得到可快速固化环氧SMC树脂组合物；b、将无机填料按重量比例依次加入树脂反应釜中与可快速固化环氧SMC树脂组合物搅拌混合均匀得到环氧SMC树脂混合物；c、将环氧SMC树脂混合物与含胺基活泼氢的环氧增稠剂通过树脂供料泵和增稠剂供料泵按比例抽入到串联混合器，高速搅拌，混合均匀，得到可快速增稠的环氧SMC树脂糊；d、通过树脂胶槽刮刀将可快速增稠的环氧SMC树脂糊均匀涂覆在上、下承载膜上，形成环氧SMC树脂膜；e、SMC片材机切纱辊切割玻璃纤维均匀落纱短切玻璃纤维在下承载膜环氧树脂糊上，上承载膜环氧树脂糊覆盖短切玻璃纤维，经过挤压和排气，使环氧树脂糊充分浸润玻璃纤维形成环氧玻纤SMC片材，然后收卷或箱式包装；f、将收卷或箱式包装的环氧玻纤SMC片材在烘房熟化处理，使环氧SMC树脂快速增稠，得到环氧玻纤SMC片材，性能测试环氧玻纤SMC片材，于140～160℃×3～10min条件下模压快速成型即为合格品。优选地，所述可快速增稠的环氧SMC树脂糊在25℃初始粘度为10～30Pa.s，熟化处理后40℃粘度为2000～20000Pa.s，150℃凝胶时间≤120sec。优选地，工序f中熟化处理温度为20～70℃，时间为1～200hrs。一种上述环氧玻纤SMC片材制备的纤维增强复合材料，拉伸强度达到150Mpa以上，拉伸模量达到10Gpa以上，弯曲强度达到200Mpa以上，弯曲模量达到9Gpa以上，冲击强度达到60KJ/m2以上。本专利技术获得的有益效果：(1)本专利技术提供的环氧SMC片料的环氧树脂糊在25℃下的粘度为5～15Pa.s，环氧树脂糊初始粘度低有利于充分浸润短切玻纤，经熟化快速增稠处理后的环氧树脂糊在40℃下的粘度为2000～20000Pa.s，环氧玻纤SMC片材容易分离承载膜，环氧树脂不粘手转移，适合裁切铺贴操作，操作方便。(2)本专利技术提供的环氧玻纤SMC片料制备的纤维增强复合材料拉伸强度达到120Mpa以上，拉伸模量达到11Gpa以上，弯曲强度达到200Mpa以上，弯曲模量达到10Gpa以上，冲击强度达到80KJ/m2以上。附图说明图1为快速成型的环氧玻纤SMC片料生产工艺的流程图。具体实施方式下面通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本专利技术实施例中使用的玻璃纤维原材料：重庆国际ECT-55E-2400TEX合股纱玻璃纤维，是专为环氧片状模塑料工艺而设计开发的专用玻璃纤维，该产品含有的硅烷类浸润剂能与环氧树脂形成良好的浸润，给产品提供优良的机械性能。对所专利技术的环氧玻纤SMC片料料进行性能测试，方法如下:1.采用TADHR-2流变仪测试环氧玻纤SMC片料使用的可快速增稠环氧树脂糊在25℃的初始粘度。2.采用TADHR-2流变仪测试环氧玻纤SMC片料经熟化处理后的环氧树脂在40℃的粘度。3.SMC片材机切割玻璃纤维面密度测定，设定切纱辊转速n(rad/min)和设备机速V(m/min)，切割连续纤维1min，切割纤维三次，切割的短切纤维取样称重m(g)，计算短切玻纤面密度：GF-GSM＝m/(1.0×3×V)＝m/(3×V)(g/m2)。4.裁取3片大小为320×250mm2的环氧玻纤SMC片料，称重质量为M，通过公式计算环氧片状模塑料面密度，计算公式：GSM＝M/(0.32×0.25×3)＝12.5M/3(g/m2)。5.根据短切玻纤面密度和环氧片状模塑料面密度计算纤维含量，计算公式：FW/C＝GF-GSM/GSM×100％。6.采用热板法将热板加热到150±1℃，测试2g环氧玻纤SMC片料所含环氧树脂的凝胶时间。7.基于GB/T1446-2005标准采用电子万能拉力试验机的测试方法，测试环氧玻纤SMC片料制备的复合材料产品的力学性能，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧玻纤SMC片料，其特征在于，包含重量百分比为35～55％的可快速固化环氧SMC树脂组合物，重量百分比为1～4％的含胺基活泼氢的环氧增稠剂，重量百分比为25～55％的短切玻璃纤维，重量百分比0～40％的无机填料；/n所述可快速固化环氧SMC树脂组合物包含环氧SMC树脂，稀释剂，环氧固化剂，固化促进剂和助剂；所述环氧增稠剂由单胺和/或多元胺中的至少一种组成，所述单胺含有一个伯氨基或仲氨基基团，所述多元胺含有至少一个伯氨基和/或仲氨基基团；所述短切玻璃纤维为环氧体系上浆剂处理的合股纱玻璃纤维，所述短切玻璃纤维长度为10～50mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧玻纤SMC片料，其特征在于，包含重量百分比为35～55％的可快速固化环氧SMC树脂组合物，重量百分比为1～4％的含胺基活泼氢的环氧增稠剂，重量百分比为25～55％的短切玻璃纤维，重量百分比0～40％的无机填料；
所述可快速固化环氧SMC树脂组合物包含环氧SMC树脂，稀释剂，环氧固化剂，固化促进剂和助剂；所述环氧增稠剂由单胺和/或多元胺中的至少一种组成，所述单胺含有一个伯氨基或仲氨基基团，所述多元胺含有至少一个伯氨基和/或仲氨基基团；所述短切玻璃纤维为环氧体系上浆剂处理的合股纱玻璃纤维，所述短切玻璃纤维长度为10～50mm。


2.根据权利要求1所述的环氧玻纤SMC片料，其特征在于，所述环氧SMC树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油脂型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、特种环氧树脂、改性环氧树脂中的至少一种；所述稀释剂为含一个及多个环氧官能团的活性稀释剂；所述环氧固化剂为双氰胺、有机酸酰肼、芳香胺和改性胺中的至少一种；所述促进剂为有机脲、改性有机脲、咪唑、改性咪唑中的至少一种；所述助剂包括偶联剂、降粘剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、流平剂、增韧剂、浸润剂、防沉降剂、内脱模剂中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的环氧玻纤SMC片料，其特征在于，所述环氧增稠剂包含乙二胺、二丙撑三胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、间苯二甲胺、1，3-环己二甲胺、N-氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、甲基环己二胺、环已基丙二胺、1,2-环己二胺、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、孟烷二胺、聚醚胺、二乙基甲苯二胺等脂肪胺、脂环胺和芳香胺以及改性脂肪胺、改性脂环胺和改性芳香胺中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的环氧玻纤SMC片料，其特征在于，所述环氧增稠剂中伯氨基和仲氨基总量与环氧SMC树脂中环氧基的摩尔比大于0.05小于0.4。


5.根据权利要求1所述的环氧玻纤SMC片料，其特征在于，所述无机填料包含碳酸钙、高岭土、彭润土、硫酸钡、滑石...

【专利技术属性】
技术研发人员：南江琨，白灵，梁振鹏，庞兴功，杨涛，
申请(专利权)人：艾达索高新材料芜湖有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34