纤维增强复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了纤维增强复合材料及其制备方法，它属于复合材料领域。本发明解决了现有ACM复合材料存在耐冲击性差，容易损坏，现场造成的扭曲和偏差使ACM材料强度低的技术问题。纤维增强复合材料为多层结构，基层是玻璃纤维增强塑料，从内到外基层的外表面依次设有胶衣树脂层、透明漆层和膜层，玻璃纤维增强塑料是由纤维增强相、聚酯树脂和固化剂利用树脂传递模塑工艺制成的。利用树脂传递模塑工艺制得。本发明制作公司标识，油价标牌，便利店的漂亮商品标识等模块化产品。
【专利说明】纤维增强复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料领域，具体涉及纤维增强复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，国内加油加气站工程设计和建设中，除了需要设计站房(便利店、财务室、办公室)、加油加气工艺设备和设施外，还包括罩棚及油价标牌、照明灯具以及便利店的装饰等设计。加油加气站的整体设计坚固耐用，外观装饰色彩鲜艳，商业氛围浓厚，往往起到吸引顾客作用，因而是许多加油加气站委托建设方提出的新要求。
[0003]传统的罩棚设计主要是用招复合材料(Aluminum Composite Matera简称ACM)板为包装材料，此种材料在机械弯曲过程中由于操作过程复杂性，导致各部位之间不一致，可看见组件之间有明显的缝隙。其成型最小半径只有45_-60_的圆弧形状，因而造型多为方形或长方形。虽然材质较轻，但耐冲击性差，容易损坏，现场造成的扭曲和偏差使ACM材料强度低。若需精密制作，要增加高劳动成本。另一方面，因不透明影响采光度，以往在制作油价标牌及便利店照明灯具多选用亚克力(有机玻璃)，造型多为灯箱式。后者不耐冲击，容易损坏，外观一般。
【发明内容】
[0004]本发明要解决现有ACM复合材料存在耐冲击性差，容易损坏，现场造成的扭曲和偏差使ACM材料强度低的技术问题；而提供了纤维增强复合材料及其制备方法。
[0005]纤维增强复合材料为多层结构，基层是玻璃纤维增强塑料(FRP)，从内到外基层的外表面依次设有胶衣树脂层、透明漆层和膜层，玻璃纤维增强塑料是由纤维增强相、聚酯树脂和固化剂利用树脂传递模塑工艺制成的。
[0006]所述纤维增强相为玻璃纤维平纹布、玻璃纤维斜纹布、玻璃纤维短切纤维或者玻璃毡；聚酯树酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯类、邻苯、二甲酸乙二醇酯类、聚对苯二甲酸丁二醇酯类、邻苯二甲酸丁二醇酯类、聚对苯二甲酸新戍二醇酯类、邻苯二甲酸新戍二醇酯类、聚已二酸乙二醇酯类或聚癸二酸乙二醇酯类；固化剂为过氧化甲乙酮-环烷酸钴体系、过氧化环乙酮-环烷酸钴体系或者过氧化苯甲酰-叔胺体系。
[0007]聚酯树酯占玻璃纤维与聚酯树酯的总质量的60%?80% ;固化剂是为聚酯树酯质量的0.8%?1.5%ο
[0008]所述基层的厚度为3?6mm。
[0009]所述胶衣树脂层的厚度为0.4?0.6mm。
[0010]所述胶衣树脂层为间苯型胶衣层、邻苯型胶衣层、间苯新戊二醇胶衣层、珠光型胶衣层或环氧树脂型胶衣层。
[0011]所述透明漆层的厚度为0.1?0.3mm。
[0012]所述透明漆层为聚氨酯汽车漆层、HDI聚异氰酸酯汽车漆层或HDI缩二脲类汽车漆层。[0013]所述膜层为聚单氟乙烯膜层。
[0014]纤维增强复合材料的制备方法如下:利用纤维增强相、聚酯树脂和固化剂采用树脂传递模塑工艺(RTM)制得玻璃纤维增强塑料，固化时间为60?120min，然后涂胶衣树酯，再喷涂透明漆两遍，喷涂透明漆的时间间隔为40?60min，最后贴膜，即得到纤维增强复合材料。
[0015]本发明纤维增强复合材料产品质量指标:
[0016]厚度:3?8mm
[0017]可弯曲成型半径:6?IOmm
[0018]拉伸强度:80?140MPa
[0019]弯曲强度:20%?40%
[0020]胶衣深层厚度:0.4?0.6mm
[0021]巴斯夫漆涂层厚度:0.I?0.3mm
[0022]抗冲击强度:60?IOOGPa
[0023]本发明纤维增强复合材料的比重比铝还轻，其比强度是铝的3倍，本发明纤维增强复合材料的比重为1.6?2.0，铝比重为2.8，本发明纤维增强复合材料的比强度为
0.53GPa，铝的比强度为0.17GPa。本发明纤维增强复合材料的抗拉强度比钢还强，本发明纤维增强复合材料的抗拉强度为1.06GPa，钢的抗拉强度为1.03GPa。耐冲击性增强，不易损坏。现场造成的扭曲和偏差不影响本发明纤维增强复合材料的强度。
[0024]本发明纤维增强复合材料可制造出弯曲半径5?8_以下的过渡圆角，厚度3?8mm的模块化产品，可以预先制成各种组件，组成一个无缝的三维部件。其可设计性强，可以制造出任意形状、大小和颜色；并且组件的表面有纹理花纹，安装采用嵌入式或推入式，达到快捷、简单、高效。
[0025]本发明纤维增强复合材料可制作出透光率为75%?85%的半透明性组件、不影响采光度，而又避免强阳光直射，可抗紫外线的损害。T本发明纤维增强复合材料可直接采用3D成型，结合LED发光材料制成发出光亮的新型材料，用于制作公司标识，油价标牌，便利店的漂亮商品标识。这种产品集强度、造型和灯具为一体，进入加油加气站应用中。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是模块化组件一的示意图；图2是模块化组件二的示意图。
【具体实施方式】
[0027]【具体实施方式】一:本实施方式产品截面如图1所不，加工方法如下:
[0028]按玻璃短切纤维1.1kg、聚对苯二甲酸乙二醇酯类浆料2.6kg、过氧化环乙酮-环烷酸钴体系13g的配比混合，采用RTM工艺成型。脱模剂为聚乙烯醇。
[0029]再涂0.5_厚的间苯型新戊二醇胶衣树脂(含0.2%UV_327型紫外线吸收剂)，静电喷涂。0.15mm厚度的巴斯夫HDI缩二脲聚氨酯汽车漆，再贴附聚单氟乙烯膜，得到产品。该广品的质量指标为:
[0030]厚度3.2mm,玻璃纤维含量30%，拉伸强度132MPa，弯曲强度120MPa，冲击强度86GPa。[0031]胶衣厚度0.40mm,巴斯夫厚度0.17mm。
[0032]【具体实施方式】二:本实施方式产品截面如图2示，用邻苯二甲酸乙二醇酯类浆料替换聚对苯二甲酸乙二醇酯类浆料，其它步骤和参数与【具体实施方式】一相同。
[0033]本实施方式所述复合材料的质量指标为:
[0034]厚度3.25mm,玻璃纤维含量30%，拉伸强度121MPa，弯曲强度120MPa，冲击强度80GPa,胶衣厚度0.45mm,巴斯夫漆厚度0.18mm。
[0035]【具体实施方式】三:本实施方式中纤维增强复合材料的加工方法:
[0036]玻璃纤维毡0.75Kg，聚已二酸乙二醇酯类浆料2.99kg，过氧化苯甲酰-叔胺体系
8.9g的配方，采用RTM工艺成型，脱模剂为聚氯乙烯膜。制品涂0.5mm厚的珠光胶衣树脂(含0.25%UV-9紫外线吸收剂)，静电喷涂厚0.15mm的HDI聚异氰酸酯巴斯夫汽车漆，再贴附聚单氟乙烯膜，得到产品。
[0037]本实施方式所述复合材料的质量指标为:
[0038]厚度3.2mm，玻璃纤维含量20%，拉伸强度I lOMPa，弯曲强度80MPa，冲击强度75GPa,胶衣厚度0.44mm,巴斯夫漆厚度0.178mm。
【权利要求】
1.纤维增强复合材料，该复合材料为多层结构，其特征在于基层是玻璃纤维增强塑料，从内到外基层的外表面依次设有胶衣树脂层、透明漆层和膜层，玻璃纤维增强塑料是由纤维增强相、聚酯树脂和固化剂利用树脂传递模塑工艺制成的。
2.根据权利要求1所述纤维增强复合材料，其特征在于所述纤维增强相为玻璃纤维平纹布、玻璃纤维斜纹布、玻璃纤维短切纤维或者玻璃毡；聚酯树酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯类、邻苯、二甲酸乙二醇酯类、聚对苯二甲酸丁二醇酯类、邻苯二甲酸丁二醇酯类、聚对苯二甲酸新戍二醇酯类、邻苯二甲酸新戍二醇酯类、聚已二酸乙二醇酯类或聚癸二酸乙二醇酯类；固化剂为过氧化甲乙酮-环烷酸钴体系、过氧化环乙酮-环烷酸钴体系或者过氧化苯甲酰_叔胺体系。
3.根据权利要求2所述纤维增强复合材料，其特征在于聚酯树酯占玻璃纤维与聚酯树酯的总质量的60%~80% ;固化剂是为聚酯树酯质量的0.8%~1.5%。
4.根据权利要求3所述纤维增强复合材料，其特征在于所述基层I的厚度为3~6mm。
5.根据权利要求4所述纤维增强复合材料，其特征在于所述胶衣树脂层2的厚度为0.4 ~0.6mm。
6.根据权利要求5所述纤维增强复合材料，其特征在于所述胶衣树脂层2为间苯型胶衣层、邻苯型胶衣层、间苯新戊二醇胶衣层、珠光型胶衣层或环氧树脂型胶衣层。
7.根据权利要求6所述纤维增强复合材料，其特征在于所述透明漆层3的厚度为0.1 ~0.3mm。
8.根据权利要求7所述纤维增强复合材料，其特征在于所述透明漆层3为聚氨酯汽车漆层、HDI聚异氰酸酯汽车漆层或HDI缩二脲类汽车漆层。
9.根据权利要求6所述纤维增强复合材料，其特征在于所述膜层4为聚单氟乙烯膜层。
10.如权利要求1-9中任意一项权利要求所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于纤维增强复合材料 的制备方法如下:利用纤维增强相、聚酯树脂和固化剂采用树脂传递模塑工艺制得玻璃纤维增强塑料，固化时间为60~120min，然后涂胶衣树酯，再喷涂透明漆两遍，喷涂透明漆的时间间隔为40~60min，最后贴膜，即得到纤维增强复合材料。
【文档编号】B32B27/36GK103895290SQ201410133642
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】王万波, 戴世峰, 吕世国, 叶照坚, 梁若先, 李好信, 袁海彬 申请人:哈尔滨天源石化装备制造有限责任公司