一種用於玻璃鋼共擠的方法
2023-09-18 22:10:15 2
專利名稱：一種用於玻璃鋼共擠的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於玻璃鋼共擠的方法，屬於玻璃纖維強化塑料材料領域。
背景技術：
玻璃鋼(FRP)亦稱作GRP，即纖維強化塑料，一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、 環氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其製品作增強材料的增強塑料，稱謂為玻璃纖維增強塑料，或稱謂玻璃鋼。由於所使用的樹脂品種不同，有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質輕而硬，不導電，機械強度高，耐腐蝕。可以代替鋼材製造機器零件和汽車、船舶外殼等。一般來講，單一玻璃纖維雖然強度很高，但纖維間是鬆散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切和壓應力，還不易做成固定的幾何形狀，是鬆軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅硬製品，既能承受拉應力，又可承受彎曲、壓縮和剪切應力。這就組成了玻璃纖維增強的塑料基複合材料。由於其強度相當於鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個通俗易懂的名稱「玻璃鋼」，玻璃鋼材料在大氣中的老化主要是太陽輻射、 高溫、潮溼空氣及風吹雨打的機械作用，嚴重的會使玻璃鋼表面樹脂脫落，露出白絲，失重， 同時紫外光照射使活性物質降解、氧化，使玻璃鋼顏色黃變。針對以上現象，一般會加入防老化劑、抗紫外光劑，延緩其老化過程。但是不能從根本上去改變玻璃鋼類產品不耐老化的本質。發明目的
本發明的目的是提供一種用於玻璃鋼共擠的方法，即在玻璃鋼表面共擠一層耐老化優異的高分子材料，可以大大提高玻璃鋼產品的耐老化性和耐水解性，共擠層選擇為，經過共混改性的ASA (丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯)和改性丙烯酸酯類材料。本發明的技術方案是一種用於玻璃鋼共擠的方法，其特徵在於，用乙烯基丙烯酸酯(或鹽)作為體系的相容劑，並在體系中引入苯乙烯-馬來酸酐共聚物，實施方法為將乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN)按一定的比例高速混合，並復配潤滑體系、抗氧體系、抗紫外光體系、功能體系；在平行雙螺杆擠出機中擠出造粒，作為表面塗布層材料；將需要包覆的玻璃鋼產品固化後二次加熱，進入到共擠模具和牽引機；共擠溫度控制在170-205度，使其在塗布層材料能順利融化；用小型平行雙螺杆擠出機或者單螺杆擠出機輸送，提供給面層材料一定的壓力，進行覆膜工作；按要求切割即得到產品。所述的的聚酯類玻璃鋼共擠層的材料配比如下
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自製ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):潤滑劑A氧化聚乙烯蠟(6):潤滑劑B季戊四醇酯 ⑴潤滑劑C乙撐雙硬脂醯胺 ⑶耐磨劑A聚矽氧烷 ⑶耐磨劑B聚四氟乙烯
(10):抗氧化劑A受阻酚類四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化劑B亞磷酸酯類三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯
(12):紫外光吸收劑A受阻胺類癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯
(13):紫外光吸收劑B苯並三唑類2-(2,-羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑
(14):著色劑(按具體顏色要求配色)
所述的聚酯類玻璃鋼共擠層的工藝步驟如下
①將上述原料按質量比EAA10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN樹脂10-30 份精密計量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加潤滑劑A O. 3-1. 5份，潤滑劑B O. 3-1. 5份，潤滑劑C O. 2-1份，耐磨劑A 5-10份，耐磨劑B 5-20份，抗氧劑A O. 5-2份，抗氧劑B O. 5-2 份，紫外光吸收劑A O. 5-2份，紫外光吸收劑B O. 5-2份，著色劑按顏色要求提供；
②在每分鐘200轉的高速攪拌機中混合15分鐘，投入到平行雙螺杆擠出機中，溫度設置從下料到模具140°C -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C -225°C，螺杆組合為中後段強剪切和強捏合，切粒造粒烘乾後待用；
③取聚酯類玻璃鋼產品通過加熱設備的操作平臺進行預加熱，加熱溫度設置 160-180°C，然後進入到共擠模具中，模具溫度設置180-195°C，將共擠料按需要的顏色，調整著色劑比例；
④投入到共擠螺杆中，螺杆溫度設置180°C-200°C - 205°C -205°C -200°C，擠出機真空度控制>0. 06MPa，各溫控穩定15分鐘後，開主機；
⑤主機餵料，控制電流在35-70%的設定電流上限，成型，牽引，待產品進入牽引履帶模後，用料量以均勻塗布產品表面為宜；
⑥按要求尺寸切割即得產品。本發明生產的產品區別於一般玻璃鋼產品，因為共擠表面厚度只有O. lmm-0. 2mm, 大大降低了原先玻璃鋼產品通體著色方法著色劑的用量，成本有了很大降低；另外表面層是丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，比原先類產品的耐候性成倍的比例提高，不會出現表麵粉化、龜裂、嚴重褪色等現象。由於選用特定的相容劑和粘合劑改性共擠料應用於玻璃鋼，替代了傳統的通體著色法，和添加紫外光吸收劑和抗紫外劑方法，大幅度的提高玻璃鋼的耐老化和耐水解性能， 並使得玻璃鋼產品耐磨、色彩多樣化性能有了更多的方案。
圖I是本發明的一種用於玻璃鋼共擠的方法中所使用的平行積木式雙螺杆擠出機組合結構圖。圖中，第一段到第九段為雙螺杆加熱板位置，下料口為擠出機進料口，玻纖口為螺杆組合定位用，此材料體系不用，真空口為擠出機抽真空位置，排氣及抽殘餘低分子殘單用，圖中72/72表示螺紋塊長度72mm，物料流程72mm，Q56/5P/10/60表示螺塊長度56mm， 共由5片組成，每片長度10mm，各螺紋片間的夾角為60度，左旋22/22表示跟正常螺紋反向，長度22mm，物料流程22mm。
具體實施例方式以下結合實施例和附圖對本發明做詳細的描述。本發明是利用乙烯基丙烯酸酯 (或鹽)作為體系的相容劑，解決共擠玻璃鋼的附著力問題，並在體系中引入苯乙烯-馬來酸酐共聚物，以增加共擠工藝的加工窗口。具體的實施方法為將乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物 (SAN)按一定的比例高速混合，並復配特定的潤滑體系、抗氧體系、抗紫外光體系、功能體系在平行雙螺杆中擠出造粒，此作為表面塗布層材料，將需要包覆的玻璃鋼產品固化後二次加熱，進入到共擠模具和牽引機，共擠溫度控制在塗布層材料能順利融化(一般為170-205 度，具體需按共擠流道設計作調整)，用小型平行雙螺杆或者單螺杆擠出機輸送，提供給面層材料一定的壓力進行覆膜工作，按要求切割即得到產品。圖I是本發明的一種用於玻璃鋼共擠的方法中所使用的平行積木式雙螺杆擠出機組合結構圖。下面例舉聚酯類玻璃鋼共擠層的配比和工藝作一說明。原材料準備
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自製ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):潤滑劑A氧化聚乙烯蠟
(6):潤滑劑B季戊四醇酯 ⑴潤滑劑C乙撐雙硬脂醯胺 ⑶耐磨劑A聚矽氧烷
⑶耐磨劑B聚四氟乙烯
(10):抗氧化劑A受阻酚類如四[β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇
酯
(H):抗氧化劑B亞磷酸酯類如三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯
(12):紫外光吸收劑A受阻胺類如癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯
(13):紫外光吸收劑B苯並三唑類如2-(2^ -羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑
(14):著色劑(按具體顏色要求配色)
其中AA含量即EAA中(AA)丙烯酸含量，MA是馬來酸酐縮寫，MI即熔融指數，行業內通用標識。熔指的測試方法遵循ASTM D-1238。具體實施例的工藝步驟
①將上述原料按質量比EAA 10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN樹脂10-30 份精密計量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加潤滑劑A O. 3-1. 5份，潤滑劑B O. 3-1. 5份，潤滑劑C O. 2-1份，耐磨劑A 5-10份，耐磨劑B 5-20份，抗氧劑A O. 5-2份，抗氧劑B O. 5-2 份，紫外光吸收劑A O. 5-2份，紫外光吸收劑B O. 5-2份，著色劑按顏色要求提供；
其中，所述質量比是統一稱量單位，如用克做單位，就所有的數據均按克做單位，如用公斤做單位及所有的數據均按公斤做單位。其中，所表示的各種原料適用範圍的數值，是指在工藝過程中可以選擇的數值，在各原料品種之間沒有比例限制。②在每分鐘200轉的高速攪拌機中混合15分鐘，投入到平行雙螺杆中，溫度設置從下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C, 螺杆組合為中後段強剪切和強捏合(示例見附表)，切粒造粒烘乾後待用(後面稱該產品粒子為共擠料)。③取聚酯類玻璃鋼產品通過加熱設備的操作平臺進行預加熱，加熱溫度設置 160-180，然後進入到共擠模具中，模具溫度設置180-195，將共擠料按客戶需要的顏色調整好著色劑比例。④投入到共擠螺杆中，螺杆溫度設置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，擠出機真空度控制>0. 06MPa,各溫控穩定15分鐘後，開主機。擠出機的型號Φ65,長徑比36:1
⑤主機餵料，控制電流在35-70%的設定電流上限，成型，牽引，待產品進入牽引履帶模後，用料量以均勾塗布廣品表面為宜。⑥按要求尺寸切割即得產品。實施例I :
原材料準備
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自製ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):潤滑劑A氧化聚乙烯蠟
(6):潤滑劑B季戊四醇酯 ⑴潤滑劑C乙撐雙硬脂醯胺 ⑶耐磨劑A聚矽氧烷
⑶耐磨劑B聚四氟乙烯
(10):抗氧化劑A受阻酚類四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化劑B亞磷酸酯類三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯
(12):紫外光吸收劑A受阻胺類癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯
(13):紫外光吸收劑B苯並三唑類2-(2,-羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑
(14):著色劑(按具體顏色要求配色)
具體實施例的工藝步驟
①將上述原料按質量比EAA10kg, SMA :10 kg, ASA :30 kg, SAN樹脂10 kg精密計量 (各原材料水分控制〈O. 1%)，添加潤滑劑A O. 3 kg，潤滑劑B O. 3 kg，潤滑劑C O. 2 kg，耐磨劑A 5 kg,耐磨劑B 5 kg,抗氧劑A 0.5 kg,抗氧劑B 0.5 kg,紫外光吸收劑A 0.5 kg, 紫外光吸收劑B 0.5 kg，著色劑按顏色要求提供；
②在每分鐘200轉的高速攪拌機中混合15分鐘，投入到平行雙螺杆中，溫度設置從下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C，螺杆組合為中後段強剪切和強捏合(示例見附表)，切粒造粒烘乾後待用(後面稱該產品粒子為共擠料)。③取聚酯類玻璃鋼產品通過加熱設備的操作平臺進行預加熱，加熱溫度設置160-180，然後進入到共擠模具中，模具溫度設置180-195，將共擠料按客戶需要的顏色調整好著色劑比例。④投入到共擠螺杆中，螺杆溫度設置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，擠出機真空度控制>0. 06MPa,各溫控穩定15分鐘後，開主機。擠出機的型號Φ65,長徑比36:1
⑤主機餵料，控制電流在35-70%的設定電流上限，成型，牽引，待產品進入牽引履帶模後，用料量以均勾塗布廣品表面為宜。⑥按要求尺寸切割即得產品。實施例2
原材料準備
⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10 ⑵苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%
⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自製ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40% ⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15
(5):潤滑劑A氧化聚乙烯蠟
(6):潤滑劑B季戊四醇酯 ⑴潤滑劑C乙撐雙硬脂醯胺 ⑶耐磨劑A聚矽氧烷
⑶耐磨劑B聚四氟乙烯
(10):抗氧化劑A受阻酚類四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯 (H):抗氧化劑B亞磷酸酯類三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯
(12):紫外光吸收劑A受阻胺類癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯
(13):紫外光吸收劑B苯並三唑類2-(2,-羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑
(14):著色劑(按具體顏色要求配色)
具體實施例的工藝步驟
①將上述原料按質量比EAA:30kg, SMA 40 kg,ASA 70 kg，SAN樹脂30 kg精密計量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加潤滑劑A 1.5 kg，潤滑劑B 1.5 kg，潤滑劑Cl kg，耐磨劑AlO kg,耐磨劑B20 kg,抗氧劑A2 kg,抗氧劑B 2 kg,紫外光吸收劑A2 kg,紫外光吸收劑B 2 kg，著色劑按顏色要求提供；
②在每分鐘200轉的高速攪拌機中混合15分鐘，投入到平行雙螺杆中，溫度設置從下料到模具14(TC -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C - 225°C，螺杆組合為中後段強剪切和強捏合(示例見附表)，切粒造粒烘乾後待用(後面稱該產品粒子為共擠料)。③取聚酯類玻璃鋼產品通過加熱設備的操作平臺進行預加熱，加熱溫度設置 160-180，然後進入到共擠模具中，模具溫度設置180-195，將共擠料按客戶需要的顏色調整好著色劑比例。④投入到共擠螺杆中，螺杆溫度設置180°C -200°C - 205°C -205°C -200°C，擠出機真空度控制>0. 06MPa,各溫控穩定15分鐘後，開主機。擠出機的型號Φ65,長徑比36:1
⑤主機餵料，控制電流在35-70%的設定電流上限，成型，牽引，待產品進入牽引履帶模後，用料量以均勾塗布廣品表面為宜。
⑥按要求尺寸切割即得產品。本發明技術方案帶來的有益效果
本發明生產的產品區別於一般玻璃鋼產品，因共擠表面厚度只有O. Imm到O. 2mm, 大大降低了原先玻璃鋼產品通體著色方法著色劑的用量，成本上有了很大的降低，另外表面層是丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，比原先類產品的耐候性成倍的比例提高，不會出現表麵粉化、龜裂、嚴重褪色等現象。具體見平行比較的數據。本發明選用特定的相容劑和粘合劑改性共擠料應用於玻璃鋼行業，替代傳統的通體著色法和添加紫外光吸收劑和抗紫外劑方法，大幅度的提高玻璃鋼的耐老化和耐水解性能，並使得玻璃鋼產品耐磨、色彩多樣化性能有更多的方案。在本發明的構思下，本領域技術人員可以推導出多個相似的或等同替代的技術方案，但是，各種技術方案，都在本發明的權利要求保護範圍之內。
9
權利要求
1.一種用於玻璃鋼共擠的方法，其特徵在於，用乙烯基丙烯酸酯(或鹽)作為體系的相容劑，並在體系中引入苯乙烯-馬來酸酐共聚物，實施方法為將乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物 (SAN)按一定的比例高速混合，並復配潤滑體系、抗氧體系、抗紫外光體系、功能體系；在平行雙螺杆擠出機中擠出造粒，作為表面塗布層材料；將需要包覆的玻璃鋼產品固化後二次加熱，進入到共擠模具和牽引機；共擠溫度控制在170-205度，使其在塗布層材料能順利融化；用小型平行雙螺杆擠出機或者單螺杆擠出機輸送，提供給面層材料一定的壓力，進行覆膜工作；按要求切割即得到產品。
2.按照權利要求I所述的一種用於玻璃鋼共擠的方法，其特徵在於，所述的的聚酯類玻璃鋼共擠層的材料配比如下⑴乙烯基丙烯酸(EAA) AA含量>10% MI :7-10⑵苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA) MA含量>25%⑶丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(自製ASA)丙烯酸酯含量>20%苯乙烯含量>40%⑷丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN) MI 10-15(5):潤滑劑A氧化聚乙烯蠟(6):潤滑劑B季戊四醇酯⑴潤滑劑C乙撐雙硬脂醯胺⑶耐磨劑A聚矽氧烷⑶耐磨劑B聚四氟乙烯(10):抗氧化劑A受阻酚類四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(H):抗氧化劑B亞磷酸酯類三[2. 4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯(12):紫外光吸收劑A受阻胺類癸二酸雙(2，2，6，6-四甲基-4-羥基哌啶)酯(13):紫外光吸收劑B苯並三唑類2-(2,-羥基-5'-甲基苯基)苯並三唑(14):著色劑(按具體顏色要求配色)。
3.按照權利要求I所述的一種用於玻璃鋼共擠的方法，其特徵在於，所述的聚酯類玻璃鋼共擠層的工藝步驟如下①將上述原料按質量比EAA10-30份，SMA 10-40份，ASA :30-70份，SAN樹脂10-30 份精密計量(各原材料水分控制〈O. 1%)，添加潤滑劑A O. 3-1. 5份，潤滑劑B O. 3-1. 5份，潤滑劑C O. 2-1份，耐磨劑A 5-10份，耐磨劑B 5-20份，抗氧劑A O. 5-2份，抗氧劑B O. 5-2 份，紫外光吸收劑A O. 5-2份，紫外光吸收劑B O. 5-2份，著色劑按顏色要求提供；②在每分鐘200轉的高速攪拌機中混合15分鐘，投入到平行雙螺杆擠出機中，溫度設置從下料到模具140°C -180°C - 200°C -220°C - 230°C - 235°C - 235°C - 235°C -225°C，螺杆組合為中後段強剪切和強捏合，切粒造粒烘乾後待用；③取聚酯類玻璃鋼產品通過加熱設備的操作平臺進行預加熱，加熱溫度設置 160-180°C，然後進入到共擠模具中，模具溫度設置180-195°C，將共擠料按需要的顏色，調整著色劑比例；④投入到共擠螺杆中，螺杆溫度設置180°C-200°C - 205°C -205°C -200°C，擠出機真空度控制>0. 06MPa，各溫控穩定15分鐘後，開主機；⑤主機餵料，控制電流在35-70%的設定電流上限，成型，牽引，待產品進入牽引履帶模後，用料量以均勻塗布產品表面為宜；⑥按要求尺寸切割即得產品。
全文摘要
一種用於玻璃鋼共擠的方法，是用乙烯基丙烯酸酯(或鹽)作為體系的相容劑，並在體系中引入苯乙烯-馬來酸酐共聚物，實施方法為將乙烯基丙烯酸(EAA)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(ASA)、丙烯晴-苯乙烯共聚物(SAN)按一定的比例高速混合，並復配潤滑、抗氧化、抗紫外光、功能體系；在平行雙螺杆擠出機中擠出造粒，作為表面塗布層材料；將需要包覆的玻璃鋼產品固化後二次加熱，進入到共擠模具和牽引機；共擠溫度控制在170-205度，使其在塗布層材料能順利融化；用小型平行雙螺杆擠出機或者單螺杆擠出機輸送，提供給面層材料一定的壓力，進行覆膜；按要求切割即得到產品；本方法可提高玻璃鋼產品的耐老化性和耐水解性。
文檔編號C08K5/134GK102604303SQ20121005949
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月8日 優先權日2012年3月8日
發明者常宗偉, 黃海峰 申請人:北京英偉技術發展有限公司