一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃钢技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法。


背景技术：

2.复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。例如，单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。
3.玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料，璃钢材料一般是由玻璃纤维增强的不饱和聚酯树脂组成，其具有质量轻，强度高的特点，并且由于不饱和聚酯树脂主链是由碳氢等元素组成，极性低，绝缘性好，并且耐酸碱等腐蚀的长处。
4.但是由于聚酯玻璃钢模塑料中含有卤素，卤素虽然能起到良好的阻燃作用，然而含卤阻燃剂在燃烧时会大量地释放出有毒有害气体而既损及环保又危及被困于火灾现场的人员的安全。


技术实现要素：

5.本发明公开一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法，旨在解决背景技术中提出的由于聚酯玻璃钢模塑料中含有卤素，卤素虽然能起到良好的阻燃作用，然而含卤阻燃剂在燃烧时会大量地释放出有毒有害气体而既损及环保又危及被困于火灾现场的人员的安全的技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法，具体包括以下步骤：
8.步骤一：选择原料，玻璃钢根据需要选择玻璃纤维、环氧树脂和酚醛树脂基体中任意一个原料，主要选择主阻燃剂和协同阻燃剂，研究其复合协同作用；
9.步骤二：选择无机材料和有机材料间的界面修饰技术；
10.步骤三：优化阻燃剂、界面修饰剂和共混技术；
11.步骤四：对所有原料进行破碎后燃烧，然后将含有将含有阻燃剂、不饱和聚酯和固化催化剂的混合物注入模具中，待物料催化固化后脱模，即得到研究用的玻璃钢本体；
12.步骤五：研究阻燃剂对材料燃烧性能、力学性能、热学性能的影响；
13.步骤六：研究聚酯玻璃钢型材的阻燃机理。
14.通过选择合适的无卤助燃剂体系和无机材料与有机材料的界面修饰方法，优化阻燃剂、界面修饰剂、玻璃纤维和不饱和聚酯的配方，制备建筑工程用无卤阻燃不饱和聚酯玻
璃玻璃纤维型材，使玻璃钢型材在保持力学性能的条件下，具有v1级阻燃性能，减少燃烧时产生烟和有毒气体，保证型材在建筑施工领域的安全应用。
15.在一个优选的方案中，在所述步骤一中，所述主阻燃剂为氢氧化铝、红磷母粒、氢氧化镁和间苯二酚双中的一种或几种，所述协同阻燃剂为sb2o3、四氧化三铅、硼酸锌和锑化铟中的一种或几种。
16.主阻燃剂和协同阻燃剂均为无卤阻燃剂，可有效减少燃烧时产生烟和有毒气体，保证型材在建筑施工领域的安全应用。
17.在一个优选的方案中，在所述步骤二中，利用玻璃纤维和无机阻燃剂进行表面修饰，表面用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂修饰，使无机材料表面接枝上烷氧基团，保证和有机物表面良好的界面相容。
18.通过表面用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂修饰，可有效保证和有机物表面良好的界面相容。
19.在一个优选的方案中，在所述步骤三中，阻燃剂、界面修饰剂、不饱和聚酯和固化催化剂的比例进行不断调整,对阻燃剂、界面修饰剂、不饱和聚酯和固化催化剂的混合物移入至捏合机中进行捏合20-40分钟，所述捏合机的拌浆转速为600-900r/min，在所述步骤四中，将所有的原料放入粉碎机中进行粉碎，对混合后的粉碎物进行筛选，筛选后将混合物加入到坩埚窑内进行高温加热，坩埚窑内的温度需控制在1550-1600摄氏度，使其成为均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃，最后将混合物注入模具中，待物料催化固化后脱模，即得到研究用的玻璃钢型材的小样。
20.在一个优选的方案中，对所述步骤四所得到的的小样进行测定其氧指数、拉伸强度、弯曲强度、剪切模量和维卡软化温度参数，比较不同种类和比例的阻燃剂对材料综合性能的影响，在进行脱模时用到的脱模剂为硬脂酸盐类脱模剂、脂类脱模剂、有机磷化合物脱模剂中的一种或几种的组合。
21.由上可知，种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：选择原料，玻璃钢根据需要选择玻璃纤维、环氧树脂和酚醛树脂基体中任意一个原料，主要选择主阻燃剂和协同阻燃剂，研究其复合协同作用；步骤二：选择无机材料和有机材料间的界面修饰技术；步骤三：优化阻燃剂、界面修饰剂和共混技术；步骤四：对所有原料进行破碎后燃烧，然后将含有将含有阻燃剂、不饱和聚酯和固化催化剂的混合物注入模具中，待物料催化固化后脱模，即得到研究用的玻璃钢本体；步骤五：研究阻燃剂对材料燃烧性能、力学性能、热学性能的影响；步骤六：研究聚酯玻璃钢型材的阻燃机理。本发明提供的无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法具有合适的无卤助燃剂体系和无机材料与有机材料的界面修饰方法，优化阻燃剂、界面修饰剂、玻璃纤维和不饱和聚酯的配方，制备建筑工程用无卤阻燃不饱和聚酯玻璃玻璃纤维型材，使玻璃钢型材在保持力学性能的条件下，具有v1级阻燃性能，减少燃烧时产生烟和有毒气体，保证型材在建筑施工领域的安全应用的技术效果。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法的流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
26.参照图1，一种无卤阻燃聚酯玻璃钢型材的制备方法，具体包括以下步骤：
27.步骤一：选择原料，玻璃钢根据需要选择玻璃纤维、环氧树脂和酚醛树脂基体中任意一个原料，主要选择主阻燃剂和协同阻燃剂，研究其复合协同作用；
28.步骤二：选择无机材料和有机材料间的界面修饰技术；
29.步骤三：优化阻燃剂、界面修饰剂和共混技术；
30.步骤四：对所有原料进行破碎后燃烧，然后将含有将含有阻燃剂、不饱和聚酯和固化催化剂的混合物注入模具中，待物料催化固化后脱模，即得到研究用的玻璃钢本体；
31.步骤五：研究阻燃剂对材料燃烧性能、力学性能、热学性能的影响；
32.步骤六：研究聚酯玻璃钢型材的阻燃机理。
33.在一个优选的实施方式中，在所述步骤一中，所述主阻燃剂为氢氧化铝、红磷母粒、氢氧化镁和间苯二酚双中的一种或几种，所述协同阻燃剂为sb2o3、四氧化三铅、硼酸锌和锑化铟中的一种或几种；
34.将氢氧化铝作为阻燃剂，含磷等改性剂在氢氧化铝表面发生化学反应，使氢氧化铝表面形成一层或多层网状复合阻燃膜，从而提高氢氧化铝失水温度和热稳定性，减少失水温度过低导致成品内发泡现象，且增大氢氧化铝的比表面积，使其表面水蒸气压上升，有利于阻燃性的提高，克服了因加入氢氧化铝的量过大而影响不饱和聚酯树脂玻璃钢使用效果的缺点，制品的力学性能优异，阻燃效果好，不含有卤素，燃烧不会生成有毒气体。
35.在一个优选的实施方式中，在所述步骤二中，利用玻璃纤维和无机阻燃剂进行表面修饰，表面用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂修饰，使无机材料表面接枝上烷氧基团，保证和有机物表面良好的界面相容。
36.在一个优选的实施方式中，在所述步骤三中，阻燃剂、界面修饰剂、不饱和聚酯和固化催化剂的比例进行不断调整,对阻燃剂、界面修饰剂、不饱和聚酯和固化催化剂的混合物移入至捏合机中进行捏合20-40分钟。
37.在一个优选的实施方式中，所述捏合机的拌浆转速为600-900r/min。
38.在一个优选的实施方式中，在所述步骤四中，将所有的原料放入粉碎机中进行粉
碎，对混合后的粉碎物进行筛选，筛选后将混合物加入到坩埚窑内进行高温加热，坩埚窑内的温度需控制在1550-1600摄氏度，使其成为均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃，最后将混合物注入模具中，待物料催化固化后脱模，即得到研究用的玻璃钢型材的小样。
39.在一个优选的实施方式中，对所述步骤四所得到的的小样进行测定其氧指数、拉伸强度、弯曲强度、剪切模量和维卡软化温度参数，比较不同种类和比例的阻燃剂对材料综合性能的影响。
40.在一个优选的实施方式中，在进行脱模时用到的脱模剂为硬脂酸盐类脱模剂、脂类脱模剂、有机磷化合物脱模剂中的一种或几种的组合。
41.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。