[发明专利]一种玻璃钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种玻璃钢的制备方法。

背景技术

玻璃钢，即纤维强化塑料，一般指用不饱和聚脂树脂、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，又称为玻璃纤维增强塑料。玻璃钢具有质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等优点，因而广泛用于工业中的各个领域。玻璃钢按照基体的不同，可以分为不饱和聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢。由于所使用的树脂基体品种不同，因此玻璃钢在特性上也存在着很大的差别。

酚醛树脂玻璃钢是以酚醛树脂为粘结剂，以玻璃纤维为增强材料的复合材料。作为粘接剂的酚醛树脂是酚类和醛类在催化剂存在的条件下发生反应生成的树脂的统称，是最早工业化生产的高分子材料，固化后的酚醛树脂具有卓越的阻燃、耐热、绝缘以及机械性能，尤其是阻燃性，因而广泛的应用于工业、农业、国防和国民经济的各个方面，特别在安全性要求较高的航天航空、航海、枪械、电子和电器零部件、电力设备部件等方面运用广泛。因此，酚醛树脂玻璃钢最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。正因为这个原因，酚醛树脂玻璃钢才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，以及建筑行业。而且与其他玻璃钢相比，酚醛树脂玻璃钢具有低烟低毒的优势。在高温的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。分解过程中所产生的烟相对少，毒性也相对低。这些特点使酚醛树脂玻璃钢适用于公共运输和安全要求非常严格的领域，如矿山，防护栏和建筑行业等。

随着工业的发展，生活水平的提高，全社会对各方面的安全问题越来越重视，国家在提升整体安全保障方面也投入了更多的人力物力。但是现有实际情况中，高铁、轮船等使用的玻璃钢材料中依然存在阻燃性差、强度低等问题，如镁水泥玻璃钢粘结泡沫板，环氧树脂或不饱和聚酯树脂等制成的玻璃钢粘结的泡沫板。

因此，如何找到一种阻燃性能高同时还具有低密度的玻璃钢材料，一直是业内广泛关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种玻璃钢及其制备方法，本发明提供的玻璃钢的制备方法制备的玻璃钢具有较高的阻燃性能和较高的强度，同时，还具有密度低的优点，适用于高铁和船舶等方面。

本发明提供了一种玻璃钢的制备方法，包括以下步骤：

a）将玻纤布与树脂组合物进行初次发泡固化后，再经过拉挤牵引，得到半成品；

b）将上述步骤a）得到的半成品进行二次发泡固化后，得到玻璃钢；

所述树脂组合物包括合成酚醛树脂、发泡剂和稀释剂。

优选的，所述玻纤布与树脂组合物的质量比为1:（0.5～4）。

优选的，所述发泡剂为橡胶发泡剂、玻璃发泡剂、塑料发泡剂或聚氨酯发泡剂；所述稀释剂为甲醇、水、丙酮和丁酮中的一种或几种；所述合成酚醛树脂25℃时粘度为1000～1500cp。

优选的，所述合成酚醛树脂、发泡剂与稀释剂的摩尔比为100:（5～25）:（10～100）。

优选的，所述拉挤牵引的速率为600～800mm/min。

优选的，所述初次发泡固化的时间为5～10分钟；所述初次发泡固化的温度为100～140℃。

优选的，所述二次发泡固化的温度为70～110℃；所述二次发泡固化的时间为4～6小时。

优选的，所述合成酚醛树脂由以下方法制得：

A）在碱性催化剂的作用下，将酚类化合物和醛类化合物进行反应，得到反应混合物；

B）将上述反应混合物与酸性物质形成混合物后，蒸馏得到合成酚醛树脂。

优选的，所述酚类化合物为苯酚、邻位甲酚、间位甲酚或间苯二酚；所述醛类化合物为甲醛、乙醛、丙醛或多聚甲醛；所述碱性催化剂为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钡、氨水、三乙胺、乙二胺或烷基胺；所述酸性物质为硫酸、磷酸、甲酸和盐酸中的一种或几种。

优选的，所述酚类化合物、醛类化合物与碱性催化剂的摩尔比为1:（0.8～2.0）:（0.005～0.2）。

优选的，所述混合物的pH值为2～8。

本发明提供了一种玻璃钢，其特征在于，包括玻纤布和发泡固化在所述玻纤布上的树脂泡沫；

所述树脂泡沫由合成酚醛树脂、发泡剂和稀释剂发泡固化形成。