一種空心玻璃微珠改性frp板及其製備方法
2023-10-22 20:27:32 3
一種空心玻璃微珠改性frp板及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法，其原料組成主要包括55~75wt%樹脂，15~35wt%玻璃纖維，0.2~1.0wt%促進劑，0.5~1.5wt%固化劑，3~15wt%空心玻璃微珠，製備的步驟包括稱量、攪拌、反應、成型和脫模。本發明利用了抗壓強度高、密度較小、熱導率較低的空心玻璃微珠改善了FRP板的保溫隔熱性能、抗壓強度，降低了FRP板的自重。
【專利說明】一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種FRP板及其製備方法，特別涉及一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法。
【背景技術】
[0002]FRP板俗稱玻璃鋼板，是一種複合材料，主要由兩部分材料組成。一部分稱為增強材料，在複合材料中起骨架作用，主要是玻璃纖維；另一部分稱為基體材料，在複合材料中起粘結作用，主要是各類樹脂，包括環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等。玻璃纖維能夠增強FRP板的力學性能，因此FRP平板的抗壓和抗彎折性能出色，此外FRP板自重輕、表面光滑、易清潔、耐老化、耐腐蝕，被廣泛用於建築採光頂、裝飾幕牆和外牆、高檔汽車、冷藏車車廂板以及淨化、醫療、食品衛生等工程之中。
[0003]隨著能源危機日趨嚴重，節能尤其是建築節能的概念已經深入人心，在建築行業中人們已經採取各種措施來增強建築圍護結構的隔熱保溫性能，提高建築對能源的利用效率，降低建築物的能耗。但從目前市場上FRP板的情況來看，對於採光頂和裝飾幕牆、外牆這些用途的FRP板產品並沒有特別去改善其保溫隔熱能力，使得採用FRP板作為採光頂、幕牆、外牆等形式的建築圍護結構並不具備建築節能的效果，不符合建築節能的發展趨勢。
[0004]空心玻璃微珠是一種經過特殊加工處理的玻璃微珠，其主要特點是密度較玻璃微珠更小，熱導率更低。空心玻璃微珠是二十世紀五六十年代發展起來的一種微米級新型輕質材料，其主要成分是硼矽酸鹽，一般粒徑為5?250μπι，壁厚為2?50 μ m;空心玻璃微珠具有抗壓強度高、熔點高、電阻率高、熱導係數和熱收縮係數小等特點，具有明顯的減輕重量和隔音保溫效果，使製品具有很好的抗龜裂性能和再加工性能，被廣泛地使用在玻璃鋼、人造大理石、人造瑪瑙等複合材料以及石油工業、航空航天、新型高速列車、汽車輪船、隔熱塗料等領域。
[0005]目前，研究並製備空心玻璃微珠改性FRP板，以使得其能夠滿足建築節能中作為保溫隔熱的建築圍護結構的工作目前尚未有報導。
【發明內容】
[0006]本發明公開了一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法,這種FRP板相比傳統FRP板，具有質量輕、保溫隔熱性能好的優勢。
[0007]為實現上述目的，本發明採取的技術方案是：一種空心玻璃微珠改性FRP板，原料由55?75wt%樹脂，15?35wt%玻璃纖維，O. 2?I. 0wt%促進劑，O. 5?I. 5wt%固化劑，3?15wt%空心玻璃微珠組成。
[0008]所述的樹脂為不飽和聚酯樹脂。
[0009]所述的玻璃纖維的直徑為O. 05?0. 3mm,長度為30?50臟。
[0010]所述的固化劑為甲乙酮。
[0011]所述的促進劑為鈷水。
[0012]所述的空心玻璃微珠，其外直徑為10?50 μ m,內直徑為8?45 μ m。
[0013]上述一種空心玻璃微珠改性FRP板的製備方法，主要包括了以下步驟:
(1)稱量:稱量所述樹脂、玻璃纖維、促進劑、固化劑和空心玻璃微珠備用；
(2)攪拌:將稱量好的所述樹脂注入反應容器，並以攪拌器進行攪拌，並依次向反應容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纖維，繼續攪拌；
(3)反應:保持攪拌的同時，向反應容器中首先注入促進劑，再注入固化劑，待其發生反應；
(4)成型:將反應容器中的反應混合物倒入事先準備好的板槽狀模具，靜置成型；
(5)脫模:將板槽狀模具中成型完畢的FRP板脫模取出。
[0014]所述的步驟(2)的攪拌時間為l(T30min。
[0015]所述的步驟(3)注入促進劑後的反應時間為5?10min，注入固化劑後的反應時間為 5?lOmin。
[0016]上述製備方法中，所述攪拌器的攪拌速率為20(T400 r/min。
[0017]本發明利用密度小、熱導率低的空心玻璃微珠加入FRP板的製造原料之中，通過反應成型得到空心玻璃微珠改性FRP板，一方面能夠進一步降低FRP板的密度，從而減小了FRP板的自重，從而便於運輸、安裝和使用；另一方面，低熱導率的空心玻璃微珠能夠有效進一步地降低FRP板的熱導率，從而提高其保溫隔熱性能，使其作為一種節能型的建築圍護結構材料的使用變為可能；此外細小的空心玻璃微珠有助增強FRP板的力學性能。
[0018]這種FRP板的生產成本隨空心玻璃微珠的添加量的提高而有所增加(2?10%)，但添加空心玻璃微珠後，FRP板的熱導率能夠降低1(Γ35% (經測試空心玻璃微珠改性FRP板的熱導率最低可達0.186 W/nT1.K—1，相對未添加空心玻璃微珠樣品降低了 35%)，因此本發明在經濟上是完全可行的。同時，本發明中的空心玻璃微珠改性FRP板的製備工藝簡單易行，通過有限度地改進現有FRP板生產工藝，完全能夠實現這種空心玻璃微珠改性FRP板的大規模生產製造。
【具體實施方式】
[0019]為了更好地幫助理解本發明的內容，下面結合具體實施例進行闡述，但本發明的內容包括而不僅限於下述實施方式。
[0020]實施例1:
一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法，它包括如下要點:
(1)原料組成:55wt%樹脂，35wt%玻璃纖維，1.0wt%促進劑，1.5wt%固化劑，7.5wt%空心玻璃微珠組成，所述的樹脂為不飽和聚酯樹脂，所述的玻璃纖維直徑為0.1mm，長度為30mm,所述的促進劑為鈷水，所述的固化劑為甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直徑為30 μ m,內直徑為25 μ m ；
(2)稱量:按照上述原料組成的質量比例進行稱量，稱量完畢將所述樹脂、玻璃纖維、促進劑、固化劑和空心玻璃微珠備用；
(3)攪拌:將稱量好的所述樹脂注入反應容器，並以攪拌器進行攪拌，並依次向反應容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纖維，繼續攪拌20min，攪拌速率300 r/min ；
(4)反應:保持攪拌的同時，向反應容器中首先注入促進劑，再注入固化劑，待其發生反應，反應時間8min,300 r/min ；
(5)成型:將反應容器中的反應混合物倒入事先準備好的板槽狀模具，靜置成型；
(6)脫模:將板槽狀模具中成型完畢的FRP板脫模取出。
[0021]經過測試，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度為1.33 g/cm3，熱導率為0.208W/πΓ1.K—1，抗壓強度為 150 MPa。
[0022]實施例2:
一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法，它包括如下要點:
(1)原料組成:67wt%樹脂，26wt%玻璃纖維，0.6wt%促進劑，0.8wt%固化劑，5.6wt%空心玻璃微珠組成，所述的樹脂為不飽和聚酯樹脂，所述的玻璃纖維直徑為0.2mm，長度為50mm,所述的促進劑為鈷水，所述的固化劑為甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直徑為45 μ m,內直徑為40μ m ；
(2)稱量:按照上述原料組成的質量比例進行稱量，稱量完畢將所述樹脂、玻璃纖維、促進劑、固化劑和空心玻璃微珠備用；
(3)攪拌:將稱量好的所述樹脂注入反應容器，並以攪拌器進行攪拌，並依次向反應容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纖維，繼續攪拌15min，攪拌速率280 r/min ；
(4)反應:保持攪拌的同時，向反應容器中首先注入促進劑，再注入固化劑，待其發生反應，反應時間lOmin，攪拌速率280 r/min ；
(5)成型:將反應容器中的反應混合物倒入事先準備好的板槽狀模具，靜置成型；
(6)脫模:將板槽狀模具中成型完畢的FRP板脫模取出。
[0023]經過測試，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度為1.21 g/cm3,熱導率為0.192W/HT1.K—1，抗壓強度為 167 MPa。
[0024]實施例3:
一種空心玻璃微珠改性FRP板及其製備方法，它包括如下要點:
(1)原料組成:70wt%樹脂，23wt%玻璃纖維，0.8wt%促進劑，1.2wt%固化劑，5 wt%空心玻璃微珠組成，所述的樹脂為不飽和聚酯樹脂，所述的玻璃纖維直徑為0.3mm，長度為45mm,所述的促進劑為鈷水，所述的固化劑為甲乙酮，所述的空心玻璃微珠外直徑為50 μ m,內直徑為45μπι ；
(2)稱量:按照上述原料組成的質量比例進行稱量，稱量完畢將所述樹脂、玻璃纖維、促進劑、固化劑和空心玻璃微珠備用；
(3)攪拌:將稱量好的所述樹脂注入反應容器，並以攪拌器進行攪拌，並依次向反應容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纖維，繼續攪拌18min，攪拌速率220 r/min ；
(4)反應:保持攪拌的同時，向反應容器中首先注入促進劑，再注入固化劑，待其發生反應，反應時間6min，攪拌速率220 r/min ；
(5)成型:將反應容器中的反應混合物倒入事先準備好的板槽狀模具，靜置成型；
(6)脫模:將板槽狀模具中成型完畢的FRP板脫模取出。
[0025]經過測試，得到的空心玻璃微珠改性FRP板的密度為1.07g/cm3,熱導率為0.186W/HT1.K—1，抗壓強度為 188 MPa。
【權利要求】
1.一種空心玻璃微珠改性FRP板，其特徵在於原料由55?75wt%樹脂，15^35wt%玻璃纖維，0.2?1.0wt%促進劑，0.5?1.5wt%固化劑，3?15wt%空心玻璃微珠組成。
2.如權利要求1所述一種空心玻璃微珠改性FRP板，其特徵在於所述樹脂為不飽和聚酯樹脂。
3.如權利要求1所述一種空心玻璃微珠改性FRP板，其特徵在於所述玻璃纖維直徑為0.05?0.3mm,長度為 30?50mm。
4.如權利要求1所述一種空心玻璃微珠改性FRP板，其特徵在於所述固化劑為甲乙酮。
5.如權利要求1所述一種空心玻璃微珠改性FRP板，其特徵在於所述促進劑為鈷水。
6.如權利要求1所述一種空心玻璃微珠改性FRP板,其特徵在於所述空心玻璃微珠外徑為10?50 μ m,內徑為8?45 μ m。
7.—種空心玻璃微珠改性FRP板的製備方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)稱量:稱量樹脂、玻璃纖維、促進劑、固化劑和空心玻璃微珠備用； (2)攪拌:將稱量好的樹脂注入反應容器，並以攪拌器進行攪拌，並依次向反應容器中依次加入空心玻璃微珠、玻璃纖維； (3)反應:保持攪拌的同時，向反應容器中首先注入促進劑，再注入固化劑，待其發生反應； (4)成型:將反應容器中的反應混合物倒入事先準備好的板槽狀模具，靜置成型； (5)脫模:將板槽狀模具中成型完畢的FRP板脫模取出。
8.如權利要求7所述的一種空心玻璃微珠改性FRP板的製備方法，其特徵在於所述步驟(2)的攪拌時間為l(T30min。
9.如權利要求7所述的一種空心玻璃微珠改性FRP板的製備方法，其特徵在於所述步驟(3)中注入促進劑後的反應時間為5?lOmin，注入固化劑後的反應時間為5?lOmin。
10.如權利要求7所述的一種空心玻璃微珠改性FRP板的製備方法,其特徵在於攪拌器的攪拌速率為200?400 r/min。
【文檔編號】C08K13/04GK104292786SQ201310295202
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2013年7月15日
【發明者】羅多, 程曦, 廖作桂, 武文軒, 陳怡
申請人:珠海興業綠色建築科技有限公司, 佛山市三水森諾建材有限公司, 珠海興業新能源科技有限公司, 珠海興業光電科技有限公司, 珠海興業節能科技有限公司, 湖南興業太陽能科技有限公司, 湖南興業綠色能源科技有限公司