一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料及其製備方法與流程
2023-12-02 06:57:46 3
本發明涉及一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料及其製備方法，屬於複合材料技術領域。
背景技術：
熱固性樹脂(thermosetting resin)，是指樹脂加熱後產生化學變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化，也不能溶解的一種樹脂。
熱固性樹脂有酚醛、環氧、氨基、不飽和聚酯以及矽醚樹脂等。熱固性樹脂主要用於製造增強塑料、泡沫塑料、各種電工用模塑料、澆鑄製品等。熱固性樹脂其分子結構為體型，它包括大部分的縮合樹脂，熱固性樹脂的優點是耐熱性高，受壓不易變形。其缺點是機械性能較差、熔體黏度高，成型溫度高，產品質量波動大。
技術實現要素：
本發明克服現有技術的不足，所要解決的技術問題是提供一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料及其製備方法
為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案為：一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，熱固性樹脂基體內分布玄武巖纖維，由以下重量份配比的原料製備而成：熱固性樹脂50-80份，玄武巖纖維20-60份，引發劑2-5份，著色劑1-3份，脫模劑1-3份，填料4-8份。
所述熱固性樹脂為飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、呋喃樹脂、聚丁二烯樹脂、有機矽樹脂的一種或任意兩種的混合體。
所述引發劑為過氧化甲乙酮、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲醯、過氧化異辛酸叔丁酯、過氧化二碳酸二苯氧乙基酯的任意兩種的混合物；所述脫模劑為磷酸酯、卵磷酸、硬脂酸鹽類、三乙醇胺油的一種；所述填料為高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、二氧化矽的一種或多種。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
a、準備工作，根據產品設計需求，選擇相對應類型的模具，並將模具清理乾淨，要求模具內表面無粉塵、雜物及其他附著物，準備玄武巖纖維拉擠紗， 和玄武巖纖維針織氈，準備加熱板 ；
b、送紗，將模具安放到拉擠設備規定位置，並固定好，將玄武巖纖維拉擠紗從模具預成型孔中穿過，並按設計工藝要求達到預定的根數，將準備好的玄武巖纖維針織氈按預定位置準備好 ；
c、配料，根據熱固性樹脂的的配方進行配漿 ；
d、模具預熱 根據模具的規格大小，選擇相應的加熱板，並附在模具周圍固定好，按設計溫度分區， 調整好加溫區的溫度，根據模具的規格加溫相應的預熱時間，當預熱時間達到上述溫度能夠正常生產 ；將模具分成三個不同的加熱區：預熱區溫度為140℃-150℃，凝膠區的溫度為160℃，固化區溫度為170℃-180℃。
e、拉擠成型 採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度為200-500mm/min；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
所述拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的物理性能為巴柯爾硬度≥55，纖維體積含量/%≥40，樹脂不可溶分含量/%≥90，吸水率/%≤0.6，玻璃化轉變溫度/℃≥80。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，其特徵在於，所述拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的力學性能為縱向拉伸強度/MPa≥750，橫向拉伸強度/MPa≥55，縱向拉伸彈性模量/GPa≥40，橫向拉伸彈性模量/GPa≥8，縱向壓縮強度/MPa≥300，橫向壓縮強度/MPa≥70，縱向壓縮彈性模量/GPa≥25，橫向壓縮彈性模量/GPa≥7，縱向彎曲強度/MPa≥900，橫向彎曲強度/MPa≥90，層間剪切強度/MPa≥28。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，其特徵在於，所述拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料型材截面形狀代號為I—工字形，W—寬翼緣工字形，C—槽形，L—角形，B—矩形管，Bs—方棒，O—圓管，Os—圓棒，Y—異型。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，其特徵在於，所述拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料型應用於承載結構、圍護結構、採光製品、門窗裝飾材料領域。
與現有技術相比本發明具有以下有益效果。
採用本發明製備方法生產的複合材料效率高，質量穩定，特別適合大規模生產。本發明的玄武巖纖維增強熱固性樹脂作支架耐腐蝕，耐化學腐蝕 玻璃鋼有很好的抗微生物作用和耐酸、鹼、有機溶劑及海水腐蝕作用的能力。特別適用於化工建築、地下建築及水工建築等工程。本發明的玄武巖纖維增強熱固性樹脂還具有優異的阻燃性和防火性；同時能有效地改善成型體的機械強度，所述玄武巖纖維增強熱固性樹脂複合材料支架的剛性比現有支架增加一倍，即使長期負載下也不變形。
對於大型結構和形狀複雜的建築製品，能夠一次成型製造，提高建築結構的整體性。力學性能好 選用的材料不同，增強材料的鋪設方向和方向差異，可以獲得性能判別很大的複合材料。更為突出的是樹脂基複合材料在製造過程中，可以根據構件受力狀況局部加強，既可提高結構的承載能力，又能節約材料的減輕自重。裝飾性好 樹脂基複合材料的表面光潔，可以配製成各種鮮豔的色彩，也可以製造出不同的花紋和圖案，適宜製造各種裝飾板、大型浮雕及工藝美術雕塑等。 透光性 透明玻璃鋼的透光率達85%以上。用於建築工程時可以將結構、圍護及採光三者綜合設計，能夠達到簡化採光設計，降低工程造價之目的。
附圖說明
圖1為本發明一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法的工藝流程圖。
圖中標記如下： 1增強材料、2浸膠槽、3預成型設備、4加熱設備、5牽引設備、6裁剪設備。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，熱固性樹脂基體內分布玄武巖纖維，由以下重量份配比的原料製備而成：環氧樹脂50份，玄武巖纖維60份，過氧化甲乙酮、過氧化苯甲酸叔丁酯的混合物2份，著色劑3份，三乙醇胺油1份，高嶺土、碳酸鈣8份。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
a、準備工作，根據產品設計需求，選擇相對應類型的模具，並將模具清理乾淨，要求模具內表面無粉塵、雜物及其他附著物，準備玄武巖纖維拉擠紗， 和玄武巖纖維針織氈，準備加熱板 ；
b、送紗，將模具安放到拉擠設備規定位置，並固定好，將玄武巖纖維拉擠紗從模具預成型孔中穿過，並按設計工藝要求達到預定的根數，將準備好的玄武巖纖維針織氈按預定位置準備好 ；
c、配料，根據熱固性樹脂的的配方進行配漿 ；
d、模具預熱 根據模具的規格大小，選擇相應的加熱板，並附在模具周圍固定好，按設計溫度分區， 調整好加溫區的溫度，根據模具的規格加溫相應的預熱時間，當預熱時間達到上述溫度能夠正常生產 ；將模具分成三個不同的加熱區：預熱區溫度為140℃，凝膠區的溫度為160℃，固化區溫度為170℃。
e、拉擠成型 採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度為300mm/min；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
e、拉擠成型，採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度通常採用無級調速，可以根據製品加工工藝要求而定；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
實施例2
一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，熱固性樹脂基體內分布玄武巖纖維，由以下重量份配比的原料製備而成：酚醛樹脂80份，玄武巖纖維20份，過氧化異辛酸叔丁酯、過氧化二碳酸二苯氧的混合物5份，著色劑1份，磷酸酯3份，硫酸鋇4份。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
a、準備工作，根據產品設計需求，選擇相對應類型的模具，並將模具清理乾淨，要求模具內表面無粉塵、雜物及其他附著物，準備玄武巖纖維拉擠紗， 和玄武巖纖維針織氈，準備加熱板 ；
b、送紗，將模具安放到拉擠設備規定位置，並固定好，將玄武巖纖維拉擠紗從模具預成型孔中穿過，並按設計工藝要求達到預定的根數，將準備好的玄武巖纖維針織氈按預定位置準備好 ；
c、配料，根據熱固性樹脂的的配方進行配漿 ；
d、模具預熱 根據模具的規格大小，選擇相應的加熱板，並附在模具周圍固定好，按設計溫度分區， 調整好加溫區的溫度，根據模具的規格加溫相應的預熱時間，當預熱時間達到上述溫度能夠正常生產 ；將模具分成三個不同的加熱區：預熱區溫度為150℃，凝膠區的溫度為160℃，固化區溫度為180℃。
e、拉擠成型 採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度為200mm/min；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
實施例3
一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，熱固性樹脂基體內分布玄武巖纖維，由以下重量份配比的原料製備而成：三聚氰胺甲醛樹脂60份，玄武巖纖維40份，氧化甲乙酮、過氧化苯甲酸叔丁酯的混合物3份，著色劑2份，卵磷酸2份，二氧化矽6份。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
a、準備工作，根據產品設計需求，選擇相對應類型的模具，並將模具清理乾淨，要求模具內表面無粉塵、雜物及其他附著物，準備玄武巖纖維拉擠紗， 和玄武巖纖維針織氈，準備加熱板 ；
b、送紗，將模具安放到拉擠設備規定位置，並固定好，將玄武巖纖維拉擠紗從模具預成型孔中穿過，並按設計工藝要求達到預定的根數，將準備好的玄武巖纖維針織氈按預定位置準備好 ；
c、配料，根據熱固性樹脂的的配方進行配漿 ；
d、模具預熱 根據模具的規格大小，選擇相應的加熱板，並附在模具周圍固定好，按設計溫度分區， 調整好加溫區的溫度，根據模具的規格加溫相應的預熱時間，當預熱時間達到上述溫度能夠正常生產 ；將模具分成三個不同的加熱區：預熱區溫度為145℃5，凝膠區的溫度為160℃，固化區溫度為175℃。
e、拉擠成型 採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度為500mm/min；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
實施例4
一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料，熱固性樹脂基體內分布玄武巖纖維，由以下重量份配比的原料製備而成：聚丁二烯樹脂70份，玄武巖纖維30份，過氧化苯甲醯、過氧化異辛酸叔丁酯的混合物4份，著色劑2份，三乙醇胺油2份，二氧化矽7份。
所述的一種拉擠成型的玄武巖纖維增強熱固性樹脂的複合材料的製備方法，包括以下步驟：
a、準備工作，根據產品設計需求，選擇相對應類型的模具，並將模具清理乾淨，要求模具內表面無粉塵、雜物及其他附著物，準備玄武巖纖維拉擠紗， 和玄武巖纖維針織氈，準備加熱板 ；
b、送紗，將模具安放到拉擠設備規定位置，並固定好，將玄武巖纖維拉擠紗從模具預成型孔中穿過，並按設計工藝要求達到預定的根數，將準備好的玄武巖纖維針織氈按預定位置準備好 ；
c、配料，根據熱固性樹脂的的配方進行配漿 ；
d、模具預熱 根據模具的規格大小，選擇相應的加熱板，並附在模具周圍固定好，按設計溫度分區， 調整好加溫區的溫度，根據模具的規格加溫相應的預熱時間，當預熱時間達到上述溫度能夠正常生產 ；將模具分成三個不同的加熱區：預熱區溫度為140℃℃，凝膠區的溫度為160℃，固化區溫度為170℃。
e、拉擠成型 採用液壓往復式拉擠設備，將玄武巖纖維拉擠紗浸入浸膠槽內，並固定好壓膠板，將預先穿出的玄武巖纖維拉擠紗集束後，固定在牽引設備上，並啟動牽引設備，將玄武巖纖維拉擠紗從模具中拉出，待拉出產品後，將拉連調整到合理狀態，由牽引設備交替進行，將產品拉出模腔 ；牽引速度為400mm/min；
f、定成裁剪，按長度要求，自動切割成型。
本發明可用其他的不違背本發明的精神或主要特徵的具體形式來概述。因此，無論從哪一點來看，本發明的上述實施方案都只能認為是對本發明的說明而不能限制發明，權利要求書指出了本發明的範圍，而上述的說明並未指出本發明的範圍，因此，在與本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何變化，都應認為是包括在權利要求書的範圍內。