一种高压缩模量SMC材料及其制备方法和应用与流程

一种高压缩模量smc材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及一种高压缩模量smc材料及其制备方法和应用，属于smc材料技术领域。


背景技术：

2.片状模塑料，即smc(sheet molding compounds)，常称作不饱和聚酯树脂片状模塑料，其成型工艺目前主要在加热加压的条件下模压固化脱模，得到所需制品的一种闭膜成型复合材料的技术。与其他材料及成型技术相比，smc材料制品具有优良的电气性能、力学性能、耐化学腐蚀性及阻燃性，且其成型周期短，产品质量稳定，绿色环保，效率高，可实现耐高温要求等优点。因此，研究高压缩模量smc材料，生产出满足交通轨道部件的smc材料，是提高不饱和聚酯模塑料工业发展的一项重要工作。
3.复合材料的压缩模量是其承重能力的间接指标，以及曲挠性能的影响因素。就smc复合材料而言，影响其压缩模量的因素比较多，配方中树脂的交联程度，低收缩剂类型，填料的形状，玻纤含量的高低都会对材料的压缩模量造成直接影响。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料及其制备方法和应用，得到的smc材料具有较高压缩模量性能，同时能够达到预期的高阻燃性能。
5.技术方案：为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种高压缩模量smc材料，该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0007][0008][0009]
优选的，所述乙烯基聚酯树脂为酚醛改性乙烯基树脂、双酚a改性乙烯基树脂或者聚氨酯改性树脂中的一种或几种。
[0010]
优选的，所述低收缩控制剂为ps、pmma或pvac中的一种或几种。所述高耐候添加剂为亚磷酸酯抗氧化剂、受阻酚类抗氧化剂或偶氮亚胺苯类中的一种或几种。
[0011]
优选的，所述固化剂为tbpb或tbpo中的一种或两种。所述脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙中的一种或两种。
[0012]
优选的，所述球形填料为球形氢氧化铝或球形碳酸钙粉末中的一种或两种。所述增稠剂为氧化镁、氧化钙或氢氧化镁中的一种或几种。所述玻璃纤维选自12.5mm或者25mm的无碱短切玻璃纤维。
[0013]
上述高压缩模量smc材料的制备方法，该方法包括树脂糊配制和片材成型两道工艺，具体如下：
[0014]
(1)先将乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯树脂、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料分散成均匀的树脂糊，再加入增稠剂混匀得树脂糊；；
[0015]
(2)将分散好的树脂糊通过片材机均匀的刮涂到两片聚乙烯膜上，同时连续玻璃纤维切成所需长度的玻璃纤维均匀落下，上下涂有树脂糊的尼龙膜把玻璃纤维压在中间，形成了"夹芯"结构；
[0016]
(3)"夹芯"结构通过浸渍区，树脂糊与碳纤维充分挤捏后收卷，最后把片材进行熟化到设定粘度，即得。
[0017]
优选的，步骤(1)中，通过高速分散机进行分散，先将乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯树脂、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料进行高速搅拌，转速控制在800-1500rpm，搅拌6-10分钟，之后加入增稠剂，继续搅拌0.5-2分钟。
[0018]
优选的，步骤(3)中，所述熟化的温度为38-42℃，时间为20-28小时。
[0019]
本发明还提供了所述高压缩模量smc材料在制备交通轨道部件中的应用。
[0020]
有益效果：本发明选择适宜添加乙烯基聚酯树脂为载体，优异性能的低收缩控制剂(如pmma)，相适宜的高阻燃球形填料，双酚a型不饱和聚酯及高耐候添加剂，生产出应用于交通轨道部件的高压缩模量smc复合材料。本发明方法在选择使用适宜树脂有机物体系的同时，通过搭配合理配比的低收缩控制剂，增加适宜形态的阻燃剂，同时添加双酚a型不饱和聚酯树脂及高耐候添加剂，制备出高压缩模量smc复合材料。此外，制备方法简单，成本低。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
[0022]
乙烯基聚酯树脂：购自aoc(中国)金陵力联思树脂有限公司生产的atlac xp810-901树脂；
[0023]
双酚a型不饱和聚酯：购自购亚仕兰(ashland)(中国)投资有限公司生产的782树脂
[0024]
低收缩控制剂：购自aoc(中国)金陵力联思树脂有限公司生产的palapreg856-9022树脂；
[0025]
高耐候添加剂：购自北京极易化工有限公司生产的jyanox-b9225；
[0026]
tbpb：过苯甲酸特丁酯，购自trigonox公司的tbpb；
[0027]
tbpo：过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，购自arkema公司的tbpo；
[0028]
一、样品制备
[0029]
实施例
[0030]
一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料，其特征在于该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0031][0032]
将上述乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料按配方量投入高速剪切混合机中充分搅拌，转速控制在1000rpm，搅拌8分钟，迅速投入氧化镁增稠剂，在高速搅拌1分钟，即快速转移放出至smc机组的两个储糊槽中，行走的上、下聚乙烯薄膜均匀涂敷上1.6mm厚的树脂糊，连续玻纤纤维通过圆形切刀组切成25mm长度，短切玻纤纤维均匀散落在下层树脂糊上，通过压力辊，使树脂糊与玻璃纤维浸透混合一体，再经碾压辊排除空气，收卷装置绕成smc卷，然后进入40℃熟化室进行快速增稠，经24小时后达到树脂充分浸透碳纤维，即完成应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料的制备。
[0033]
对比例1：
[0034]
一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料，其特征在于该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0035][0036]
将上述乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化
剂、脱模剂、球形填料按配方量投入高速剪切混合机中充分搅拌，转速控制在1000rpm，搅拌8分钟，迅速投入氧化镁增稠剂，在高速搅拌1分钟，即快速转移放出至smc机组的两个储糊槽中，行走的上、下聚乙烯薄膜均匀涂敷上1.6mm厚的树脂糊，连续玻纤纤维通过圆形切刀组切成25mm长度，短切玻纤纤维均匀散落在下层树脂糊上，通过压力辊，使树脂糊与玻璃纤维浸透混合一体，再经碾压辊排除空气，收卷装置绕成smc卷，然后进入40℃熟化室进行快速增稠，经24小时后达到树脂充分浸透碳纤维，即完成应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料的制备。
[0037]
对比例2：
[0038]
一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料，其特征在于该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0039][0040]
将上述乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料按配方量投入高速剪切混合机中充分搅拌，转速控制在1000rpm，搅拌8分钟，迅速投入氧化镁增稠剂，在高速搅拌1分钟，即快速转移放出至smc机组的两个储糊槽中，行走的上、下聚乙烯薄膜均匀涂敷上1.6mm厚的树脂糊，连续玻纤纤维通过圆形切刀组切成25mm长度，短切玻纤纤维均匀散落在下层树脂糊上，通过压力辊，使树脂糊与玻璃纤维浸透混合一体，再经碾压辊排除空气，收卷装置绕成smc卷，然后进入40℃熟化室进行快速增稠，经24小时后达到树脂充分浸透碳纤维，即完成应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料的制备。
[0041]
对比例3：
[0042]
一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料，其特征在于该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0043][0044][0045]
将上述乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料按配方量投入高速剪切混合机中充分搅拌，转速控制在1000rpm，搅拌8分钟，迅速投入氧化镁增稠剂，在高速搅拌1分钟，即快速转移放出至smc机组的两个储糊槽中，行走的上、下聚乙烯薄膜均匀涂敷上1.6mm厚的树脂糊，连续玻纤纤维通过圆形切刀组切成25mm长度，短切玻纤纤维均匀散落在下层树脂糊上，通过压力辊，使树脂糊与玻璃纤维浸透混合一体，再经碾压辊排除空气，收卷装置绕成smc卷，然后进入40℃熟化室进行快速增稠，经24小时后达到树脂充分浸透碳纤维，即完成应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料的制备。
[0046]
对比例4：
[0047]
一种应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料，其特征在于该smc材料由如下重量份的原料经聚合反应得到，其中：
[0048][0049]
将上述乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯、低收缩控制剂、高耐候添加剂、固化剂、脱模剂、球形填料按配方量投入高速剪切混合机中充分搅拌，转速控制在1000rpm，搅拌8分钟，迅速投入氧化镁增稠剂，在高速搅拌1分钟，即快速转移放出至smc机组的两个储糊槽中，行走的上、下聚乙烯薄膜均匀涂敷上1.6mm厚的树脂糊，连续玻纤纤维通过圆形切刀组切成25mm长度，短切玻纤纤维均匀散落在下层树脂糊上，通过压力辊，使树脂糊与玻璃纤
维浸透混合一体，再经碾压辊排除空气，收卷装置绕成smc卷，然后进入40℃熟化室进行快速增稠，经24小时后达到树脂充分浸透碳纤维，即完成应用于交通轨道部件中的高压缩模量smc材料的制备。
[0050]
二、样品检测方法
[0051]
1、压缩模量检测标准
[0052]
参照标准《astm d695》
[0053]
2、阻燃性能检测标准
[0054]
参照标准《ul94》
[0055]
3、耐候性检测标准
[0056]
参照标准《gb/t 14522-2008》附录c测试方法
[0057]
4、机械强度检测标准
[0058]
参照标准《gb/t 23641-2018》
[0059]
三、检测结果性能汇总
[0060]
项目实施例1对比例1对比例2对比例3对比例4压缩模量1400013000135001250012000耐候性良好良好良好良好良好拉伸强度(mpa)8580857065弯曲强度(mpa)180170180170170弯曲模量(mpa)1400013000135001250012500冲击强度(kj/m2)8070807070阻燃性(3.0mm)v-0v-0v-0v-0v-0
[0061]
当最优乙烯基聚酯树脂、双酚a型不饱和聚酯配比，球形填料和玻璃纤维最佳比例下可以得到最优异的实施例性能。最强压缩模量下，高铁交轨部件承重、材料刚性最佳。当拉伸强度，弯曲强度，弯曲模量，冲击强度也是最佳状态时，可以从材料上为高铁交轨部件提供最强有力保障。
[0062]
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体实例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员，在不脱离本发明原理的前提之下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也纳入本发明的权利要求保护范围。