[发明专利]高耐候、高强度SMC材料及其制备方法及其应用

说明书

技术领域

    本发明涉及片状模塑料材料领域，尤其是一种高耐候、高强度SMC材料及其制备方法及其应用。

背景技术

塑料材料暴露于自然环境条件下性能会随时间而变坏。研究塑料材料的老化和防老化是一个很实际的问题，也是一个很复杂的问题。塑料材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。但是是可以通过对塑料材料老化过程的研究，采取适当的防老化措施，提高材料的耐老化的性能，延缓老化的速率，以达到延长使用寿命的目的。防止老化的措施，一个对高分子结构本身进行化学改性。其次是在合成材料加工过程中添加防老剂，如添加防止氧气或臭氧引起老化的抗氧剂，添加紫外光稳定剂、热稳定剂、防霉剂，等等。再次，还可以用物理防护的方法，如涂漆、镀金属、浸涂防老剂溶液等。总之，对聚合物的老化和防老化的研究是高分子科学和技术的一个重大问题。在选择单体、改进加工聚合方法、添加防老剂、保护制品表面等方面，虽已取得显著成果，但仍不能满足使用要求。在使用高分子材料制品时，也要注意保护，以延缓其老化。

SMC材料（即片状模塑料）发生老化的原因是所使用的不饱和聚酯中的不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基等在阳光、氧气、热、水、机械应力、高能辐射等环境作用下发生化学键的断裂、基团的脱落等，最终使制品发生粉化现象降低或失去相应的性能。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种高耐候、高强度SMC材料及其制备方法及其应用。本发明的SMC材料耐候性能强，同时具有高强度的特性。主要是通过添加抗氧剂、UV紫外线吸收剂和填料赋予材料优异的耐候性能，提高了材料的机械强度。得到的SMC材料可用于室外要求防老化的领域，如太阳能电池框架等。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高耐候、高强度SMC材料，其特征在于：所述SMC材料含有如下重量分数比的组分：乙烯基树脂60-100、碳纤维60-140、低收缩剂30-50、 无机矿物填料130-230、抗氧剂1-3、UV吸收剂1-5、固化剂1-4、增稠剂1-5、脱模剂2-10；所述乙烯基树脂为环氧乙烯基树脂；所述无机矿物填料为不同目数的氢氧化铝混合物；所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂；所述UV吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类紫外线吸收剂中的一种或几种。

所述低收缩剂为PVAc、PS或PMMA中的任一种。所述固化剂为TBPB或TBPB与TBPO复合引发体系，其中TBPB与TBPO的重量配比为0.6-0.9：0.1-0.4；所述脱模剂为硬脂酸锌或硬脂酸钙中的任意一种。

为提高性能，所述SMC材料还含有湿分散剂1-4，所述润湿分散剂为含有酸性集团的共聚物。所述SMC材料还含有偶联剂1-5，偶联剂为含有苯乙烯基的反应型偶联剂。

一种高耐候、高强度SMC材料的制备方法，其特征在于：该方法包括树脂糊配制和片材成型两道工艺，具体如下：

（1）先将乙烯基树脂、低收缩剂、无机矿物填料、抗氧剂、UV吸收剂、润湿分散剂、偶联剂、固化剂、增稠剂、脱模剂用高速分散机分散成均匀的树脂糊；

（2）将分散好的树脂糊通过片材机均匀的刮涂到两片尼龙膜上，同时长丝碳纤维切成短丝碳纤维均匀落下，上下涂有树脂糊的尼龙膜把碳纤维压在中间，形成了一种 夹芯 结构；

（3） 夹芯 结构通过浸渍区，树脂糊与碳纤维充分挤捏后收卷，最后把片材放入烘房进行熟化到设定粘度，得到高耐候、高强度SMC材料。

所述UV吸收剂为水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类紫外线吸收剂中的一种或几种。

一种高耐候、高强度SMC材料在室外防老化领域的应用，可用于太阳能电池框架上。

本发明能提高SMC材料耐候性能，同时具有高强度的特性。主要是通过添加抗氧剂、UV紫外线吸收剂和填料的选择赋予材料优异的耐候性能。研究发现单纯的用一种方法效果并不明显，只有选对抗氧剂和UV紫外线吸收剂的种类和添加量，几种助剂的复配使用才能实现优异的耐候性能。并且通过选用氢氧化铝作为填料，通过添加不同目数的填料，运用材料填料级配技术也能提高材料的耐候性能。