一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统和方法与流程

本发明涉及玻璃钢制造领域，具体地，涉及一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统。

背景技术：

玻璃钢(frp)亦称作gfrp，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称为玻璃钢，不同于钢化玻璃。

根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料(gfrp)，碳纤维增强复合塑料(cfrp)，硼纤维增强复合塑料等。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。纤维(或晶须)的直径很小，一般在10μm以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。

传统玻璃钢制品应用广泛，但由于需要在玻璃纤布或者毡上反复刷环氧树脂，环境相对恶劣，气味大，个人操作很麻烦，每次都要刷一层刷一层。效率很低，人工成本高。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述缺陷，提供一种人工成本低，可自动化，安全环保，性能超越传统玻璃钢的材料。

本发明提供了一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统，其特征在于：包括模具和纤维布组件；

其中，上述纤维布组件预埋的设置于模具内；

上述纤维布组件由两层纤维布和导流层组成；

上述导流层夹持的设置于两层纤维布之间。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统，还具有这样的结构特点：即、上述导流层内设有导流管；

上述导流管对应模具的物料注入口。

此外，本发明提供了一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，其特征在于：采用如上述的玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统；

具体工艺步骤如下所示：

步骤一、在模具内预埋纤维布组件；

步骤二、改性聚双环戊二烯的原料通过导流管进入模具；

步骤四、原料在50-60℃的温度下，反应5-10分钟后成型。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

步骤二中，上述改性聚双环戊二烯的原料通过导流管注射的方式进入模具。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

步骤二中，上述改性聚双环戊二烯的原料经真空导入的方法进入模具。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

上述改性聚双环戊二烯的原料由包括如下重量百分比的组份制造而成：

其中，上述催化剂选自钌卡宾催化剂中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1为苯环上多取代或单取代的氢、烷基、烷氧基、环烷基、苄基、芳基、杂芳基、卤素、胺基、硝基、n-取代基、s-取代基、o-取代基；r2、r3、r4为苯环上多取代或单取代的氢、烷基、烷氧基、卤素、胺基、硝基；

或

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1为烷基、芳基；r2为氢、烷基、烷氧基、芳基；r3为conme2、so2cf3、cocf3、no2；

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1、r2、r3、r4、r5、r1‘、r2‘、r3‘、r4‘、r5‘r7、z2为氢、烷基、芳基；l为卤素；y为氧或硫；z1为苯环上任一或任几取代的卤素、硝基、氨基、芳基、烷基、烷氧基；

或

上述钌卡宾催化剂为如下结构的化合物：

其中，r1、r2、r3、r4、r5、r1‘、r2‘、r3‘、r4‘、r5‘、r6、r7、r8、r9为氢、烷基、芳基；l为卤素；z1为苯环上任一或任几取代的氢、卤素、硝基、氨基、芳基、烷基、烷氧基；n＝1,2,3,4,5。

上述阻燃剂为改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁，以及有机硅型阻燃剂、三聚氰胺磷酸盐、磷酸酯类阻燃剂、季戊四醇中的一种或多种阻燃剂的复配混合物。

在本发明中，双环戊二烯的纯度优选为99％以上。

上述改性氢氧化铝以及改性氢氧化镁，其改性过程中所选用的改性剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、有机铬偶联剂脂肪酸及其盐、不饱和有机酸、有机铵盐中的一种或多种复合。

上述改性的方法为，将氢氧化铝/氢氧化镁在水中与改性剂混合后，于20-70℃的温度下超声反应10-60分钟，烘干磨碎后即为改性氢氧化铝/改性氢氧化镁。

上述改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁，与有机硅型阻燃剂、三聚氰胺磷酸盐、磷酸酯类阻燃剂、季戊四醇中的一种或多种阻燃剂的质量比为1:0.1-0.8。

优选地，阻燃剂必然含有磷酸酯类阻燃剂的组分。

更优选地，磷酸酯类阻燃剂在中的阻燃剂中的质量百分比含量不低于20％。

上述偶联剂选自硫醇类偶联剂、有机铬络合物、硅烷类偶联剂、钛酸酯类和铝酸化合物中的一种或几种。

上述防老化剂为双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种或几种。

上述紫外线吸收剂选自uv-326、uv-1164、uv-531、uv-327、uv-360、uv-1157、uv-234中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

还包括成型优化剂；

上述成型优化剂的用量为原料总重量的0.01-0.5％；

上述成型优化剂由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；

其中，上述马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.5-0.8：2.1-2.3:0.6-0.7。

通过该成型优化剂的加入，能够有效提高产品的坚韧度从而来提高产品的品质和寿命。同时，由于该成型优化剂的加入能够良好调和其他各组分之间的融合聚合形式，使注射成型的均匀度提高的同时，加速反应的进行，从而提高成型的速度和产品最后的均匀度。

进一步地，本发明提供的一种玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造方法，还具有这样的特点：即、

将各组分的原料混合后，进入模具内反应成型；

或采用如下步骤：

步骤一、称取50％wt的双环戊二烯、阻燃剂、偶联剂充分混合作为剂料a；

步骤二、将剩余的双环戊二烯，与其他组分充分混合制成剂料b；

步骤三、将剂料a和剂料b采用枪头混合的方式注射入模具内反应成型；

或采用如下步骤：

步骤一、称取40％wt的双环戊二烯、改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁、硫醇类偶联剂或有机铬络合物，在30-60℃的温度下充分混合作为剂料a；

步骤二、称取40％wt的双环戊二烯、阻燃剂、偶联剂，在室温下充分混合作为剂料b；

步骤三、将剩余的双环戊二烯，与其他组分充分混合制成剂料c；

步骤三、趁热将剂料a和剂料b混合后，加入剂料c混合均匀注射入模具内反应成型。

进一步地，本发明提供的一种采用改性聚双环戊二烯和金属骨架复合制造船体的制造方法，还具有这样的特点：即、将各组分的原料混合后，注射入模具内，与25-60℃的温度下反应1-10分钟即可；

或采用如下步骤：

步骤一、称取50％wt的双环戊二烯、阻燃剂、偶联剂充分混合作为剂料a；

步骤二、将剩余的双环戊二烯，与与其他组分充分混合制成剂料b；

步骤三、将剂料a和剂料b采用枪头混合的方式注射入模具内，将制造槽和模具加热到50-80℃，保温5-10分钟后开模即得；

或采用如下步骤：

步骤一、称取40％wt的双环戊二烯、改性氢氧化铝和/或改性氢氧化镁、硫醇类偶联剂或有机铬络合物，在30-60℃的温度下充分混合作为剂料a；

步骤二、称取40％wt的双环戊二烯、其他阻燃剂、偶联剂，在室温下充分混合作为剂料b；

步骤三、将剩余的双环戊二烯，与其他组分充分混合制成剂料c；

步骤三、趁热将剂料a和剂料b混合后，加入剂料c混合均匀注射入模具内，将制造槽和模具加热到50-80℃，保温5-10分钟后开模即得。

此外，本发明还提供了一种复合材料的制造方法，其特征在于：根据目标复合材料的造型，将上述制造系统中的制造槽和模具进行调整后，采用上述制造方法进行目标复合材料的制造。

本发明的作用和效果：

本发明利用聚双环戊二烯材料的特性，通过降低粘度，使得流动性增加，在玻璃纤维布或具有导流通道的玻璃纤维布预埋在模具内的情况下，直接注入或者通过真空导入的方法，实现一体成型，两者融合，形成一种比传统玻璃钢性能更好，工艺更方便的工艺方法。

该玻璃复合双环戊二烯改性材料具有，人工成本低，可自动化，安全环保，且其性能超越传统玻璃钢。

附图说明

图1、本实施例涉及的纤维布组件的结构示意图。

具体实施方式

本实施例提供的玻璃纤维预埋的聚双环戊二烯复合材料的制造系统，包括模具和纤维布组件；该模具系与纤维布组件形状相仿的形状，其上具有注射口。

该纤维布组件预埋的设置于模具内；

如图1所示，该纤维布组件由两层纤维布11和12，以及导流层20组成；

该导流层20夹持的设置于两层纤维布11和12之间。

该导流层20内具有导流管结构；

该导流管对应模具的物料注入口。

本实施例涉及的复合材料的具体制造工艺步骤如下所示：

步骤一、在模具内预埋纤维布组件；

步骤二、改性聚双环戊二烯的原料通过导流管进入模具；该进入的方式可以为通过注射设备注入，也可以为真空导入法，即、先抽真空后自然吸入。

步骤四、原料在50-60℃的温度下，反应5-10分钟后成型。

在本实施例中改性聚双环戊二烯材料1#，由如下重量百分比的组份制造而成：

按照以下步骤制备环保阻燃聚双环戊二烯材料1#：

1)称取50％wt的双环戊二烯、钛酸酯偶联剂改性的氢氧化铝、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、kh550充分混合作为剂料a；

2)将剩余的双环戊二烯、催化剂、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、uv-327、uv-1157充分混合制成剂料b；

3)将混合好的a,b剂料分别加入注塑机的两个料仓，调整吸料的速率比为4.3:1；

4)启动注塑机后，将a,b两种剂料同时吸入注射枪头，进行混合；

5)将混合后的物料注射入模具内，在50-60℃的温度下，保压5分钟；

6)开启模具，脱模，即得复合材料。

在本实施例中改性聚双环戊二烯材料2#，还可由如下重量百分比的组份制造而成：

1)称取50％wt的双环戊二烯、硅烷偶联剂改性的氢氧化铝、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、tmc-201充分混合作为剂料a；

2)将剩余的双环戊二烯、催化剂、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)硫醚、uv-1164、uv-1157充分混合制成剂料b；

3)将混合好的a,b剂料分别加入注塑机的两个料仓，调整吸料的速率比为4.3:1；

4)启动注塑机后，将a,b两种剂料同时吸入注射枪头，进行混合；

5)将混合后的物料注射入模具内，在50-60℃的温度下，保压10分钟；

6)开启模具，脱模，即得目标产品。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料3#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)称取40％wt的双环戊二烯、硅烷偶联剂改性的氢氧化铝、tmc-201，加热至45℃充分混合作为剂料a；

2)称取40％wt的双环戊二烯、科莱恩的exolit系列磷酸酯类阻燃剂、kh550充分混合制成剂料b；

3)将剩余的双环戊二烯、催化剂等剩余组分、充分混合制成剂料c；

4)趁热将剂料a和剂料b混合后，加入剂料c混合均匀注射入模型；

5)在50-60℃的温度下，保压5分钟；

6)开启模具，脱模，即得产品。

为了提高船模的韧性和较上之材料更为优秀的防腐耐腐效果，下述实施例加入了优化剂1#或优化剂2#，

优化剂1#由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；其中，马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.5：2.3:0.6。

优化剂2#由马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖混合均匀后，在1-2mpa，100-140℃的反应条件下，反应2-3小时后，即可直接使用；其中，马来酸、十二醇、丁二烯和葡萄糖的摩尔比为1：0.8：2.1:0.7。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料4#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)将所有的原料混合后，注射入模具中，保压1-2分钟；

2)开启模具，脱模，即得产品。

在本实施例中的改性聚双环戊二烯材料5#，还可以由如下重量百分比的组份制造而成：

1)将所有的原料混合后，注射入模具中，保压2-3分钟；

2)开启模具，脱模，即得产品。