專利名稱：一種玻璃纖維增強(qiáng)塑料門、窗型材及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用塑料物質(zhì)生產(chǎn)層狀產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是一種以不飽和聚酯樹脂為粘結(jié)劑、玻璃纖維無(wú)捻組紗為增強(qiáng)材料制得的門、窗用的型材。
玻璃纖維增強(qiáng)塑料(又稱玻璃鋼)，是用合成樹脂為粘結(jié)劑，以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料制成的，它的比重輕，強(qiáng)度高，質(zhì)量堅(jiān)硬，可以和鋼鐵相比，已廣泛地廣用于各個(gè)領(lǐng)域。1984年加拿大Fntur Glass公司研制成功的纖維增強(qiáng)門窗型材，是用無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗和連續(xù)玻璃纖維氈為增強(qiáng)材料、不飽和聚酯為粘合劑，采用拉擠工藝制得的型材。該型材強(qiáng)度和抗彎曲彈性模量比較高，但是成本也高，而且連續(xù)氈在我國(guó)還不能生產(chǎn)；1993年公布的CN1075117A專利申請(qǐng)，題目為“玻璃鋼復(fù)合材料中空腹異型材及其工藝”。它是用士鍋玻璃纖維為增強(qiáng)材料，無(wú)續(xù)氈為內(nèi)外表面層，不飽和聚酯為粘結(jié)劑，采用拉擠工藝生產(chǎn)的型材，該型材強(qiáng)度低，彎曲彈性模量只有6600Mpa，主要是因?yàn)橥铃伬w維含堿量高，表面易產(chǎn)生裂紋，易分解，長(zhǎng)期性能降低快，1995國(guó)家建材局發(fā)文(“建材生產(chǎn)發(fā)354號(hào)文”——“關(guān)于嚴(yán)禁陶土坩堝生產(chǎn)的高堿玻璃纖維用于玻璃鋼和其它玻纖增強(qiáng)建材制品的通知”)指出“為保證我國(guó)玻璃纖維和玻璃鋼工業(yè)及其它玻纖增強(qiáng)建材制品工業(yè)的健康發(fā)展， 1984年以來，我局先后兩次發(fā)文，明確指出用陶土坩堝生產(chǎn)的高堿玻璃纖維當(dāng)做無(wú)堿或中堿玻璃纖維使用危害極大，并提出嚴(yán)禁用陶土坩堝生產(chǎn)的玻璃纖維制作玻纖制品?！倍椅倪M(jìn)一步指出“陶土坩堝生產(chǎn)玻璃纖維，拉絲作業(yè)極不穩(wěn)定，斷頭飛絲很多，拉制的玻璃纖維直徑偏粗且不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法控制。并且高堿玻璃纖維的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性都明顯地比中堿、無(wú)堿纖維差，必將影響其后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量和長(zhǎng)期性能。因此，不能用作玻璃鋼和其它玻纖增強(qiáng)建材制品的增強(qiáng)材料”。
本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足，提供一種增強(qiáng)材料不源廣且價(jià)格低廉、強(qiáng)度較高的纖維增強(qiáng)塑料門、窗型材及其制備方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要技術(shù)方案選用中堿或無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗為增強(qiáng)材料，不飽和聚酯樹脂為粘合劑，采用拉擠工藝制得的層狀結(jié)構(gòu)的型材產(chǎn)品。
本發(fā)明的產(chǎn)品由聚酯無(wú)紡布為表層、中堿或無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗為中間層、玻璃纖維方格布為內(nèi)層所構(gòu)成的層狀產(chǎn)品，所述的無(wú)紡布、無(wú)捻粗紗、方格布均浸漬含不飽和聚酯樹脂粘結(jié)劑，其含量(以產(chǎn)品重量為100計(jì))無(wú)紡布4-6％、無(wú)捻粗紗35-45％、方格布4-6％，其余為粘結(jié)劑。
所述的中間層玻璃纖維無(wú)捻粗紗選用鉑金坩堝或池窯拉絲出的纖維，單絲直徑13-24μm，號(hào)數(shù)為1200-4800tex，最好選用增強(qiáng)型無(wú)捻粗紗。無(wú)捻粗紗承受型材抗拉伸和抗彎曲力。
所述的表面層材料還可以使用玻璃纖維連續(xù)氈、玻璃纖維表面氈，最好是丙烯酸粘結(jié)劑型的聚酯無(wú)紡布，它耐老化性能最佳，其規(guī)格為60-250g/m2。
所述的內(nèi)層增強(qiáng)材料還可以使用玻璃纖維布帶、玻璃連續(xù)氈、聚酯無(wú)紡布，最好是玻璃纖維方格布，該布強(qiáng)度最高，其規(guī)格為200-400g/m2。
所述的粘結(jié)劑還可以使用環(huán)氧樹脂，最好采用不飽和聚酯樹脂，其價(jià)格較低，主要技術(shù)指標(biāo)酸值10-30mgKOH/g、粘度0.2-0.4pa.s/25℃、膠凝時(shí)間4-12min/82℃、固含量59-65％。
本發(fā)明產(chǎn)品的制備方法，其步驟包括1．先將無(wú)捻粗紗送入烘箱，在80-150℃下烘干，使粗紗含水率小于0.5％，含水量低者也可不烘干2．將(1)步烘干的粗紗引入含有樹脂糊(即粘結(jié)劑)的浸漬槽，將粗紗浸透，再通過分紗板和導(dǎo)絲器分紗3．聚酯無(wú)紡布和玻璃纖維方格布進(jìn)入各自含樹脂糊的浸漬槽，將其浸透樹脂4．由(2)和(30步浸過樹脂的無(wú)捻粗紗、聚酯無(wú)紡布和玻璃纖維方格布按型材要求的層狀分布同時(shí)先進(jìn)入預(yù)成型冷模，再進(jìn)入熱模，所述的熱模采取分段加熱第一段70-80℃、第二段150-180℃、第三段150-160℃5．浸過樹脂的粗紗、無(wú)紡布、方格布在熱模中固化定型；6．將(5)步固化定型的型材由牽引機(jī)連續(xù)牽引出模具，牽引速度為0.4-0.8m/min7．用切割機(jī)將型材切割成所需的長(zhǎng)度。
8．對(duì)(7)步切割后的型材進(jìn)行包括打磨、噴涂或低溫烤漆、覆膜在內(nèi)的表面處理。
所述浸漬槽中的樹脂糊的配方及其含量(以不飽和聚酯樹脂為基準(zhǔn))不飽和聚酯樹脂重量為100、過氧化苯甲酰2-3％、過氧化苯甲酰叔丁酯1-2％、氫氧化鋁50-100％、液體脫膜劑(最好是T01)1-2％、硬酯酸鉛或硬酯酸鋅2-3％、紫外吸收劑(最好是UV-9)0.5-1％、防縮劑(最好是EM116)10-15％、著色劑(包括鈦白粉、氧化鐵紅、鐵黑、鐵黃及相應(yīng)的色漿)2-5％、阻燃劑(最好是FR-4)4-10％。
上述配料經(jīng)過機(jī)械混合即得到所需的樹脂糊。
本發(fā)明所用的設(shè)備都是選用已知的常用設(shè)備。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果本發(fā)明由于采用中堿或無(wú)堿無(wú)捻粗紗，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)300Mpa。彎曲模量達(dá)16000Mpa，而CN1075117A的型材拉伸強(qiáng)度只有160Mpa、彎曲模量只有6600Mpa；本發(fā)明的方法制得的口型的型材符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可滿足推拉窗、平開門、窗等的使用要求，而且還可以拉制成其它口型的型材；本發(fā)明由于采用聚酯無(wú)紡布，因此提高型材的抗老化性能；本發(fā)明的型材與CN1075117A的型材成本相近，而強(qiáng)度提高一倍，比PVC等塑料型材、鋁型材成本低，是一種具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)品。
下面用實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的特點(diǎn)。
實(shí)施例1本實(shí)例是制備用于窗框的型材。
先將單絲直徑13μm的中堿無(wú)捻粗紗絲由紗架引入臥式烘箱，控制烘箱溫度為120℃，烘至粗紗含水率小于0.5％，然后將干粗紗引入盛有牌號(hào)為L(zhǎng)j-01的不飽和聚酯樹脂糊的浸漬槽，浸透后通過分紗板，導(dǎo)絲器分紗；與此同時(shí)將規(guī)格為150g/m2的聚酯無(wú)紡布和180g/m2的中堿方格布由布盤引出進(jìn)入各自浸漬槽，使其浸透不飽和聚酯樹脂；將浸過樹脂的無(wú)捻粗紗、無(wú)紡布和方格布按照要求的層次分布同時(shí)進(jìn)入冷模預(yù)定型，再進(jìn)入熱模固化定型，熱模溫度控制第一段70℃、中段150℃、后段150℃固化定型后的型材由牽引機(jī)以0.4m/min的速度連續(xù)不斷地從熱模出拉出，切割成6mm長(zhǎng)度，最后經(jīng)打磨、噴丙烯酸漆即為所需的用于窗框的產(chǎn)品。本實(shí)例所用的樹脂糊的配比為以Lj-01不飽和聚酯樹脂為100計(jì)，其它組分過氧化苯甲酰(糊)2％，過氧化苯甲酰叔丁酯2％，氫氧化鋁80％，液體脫模劑(T01)1％，硬酯酸鉛3％，紫外線吸收劑UV-91％，防縮劑EN116 10％，鈦白粉5％，阻燃劑FR-44％。該產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度270Mpa、彎曲彈性模量14500Mpa。
實(shí)施例2本實(shí)例是制備用于門窗的型材，該實(shí)例除了熱模溫度調(diào)整至第一段70℃、中段180℃、后段160℃，牽引速度為0.6mm/min，樹脂糊中過氧化苯甲酰的用量為3％，氫氧化鋁用量為40％，中堿無(wú)捻粗紗的含量為45％外，其它操作條件和原料量均同實(shí)例1，制得的型材拉伸強(qiáng)度達(dá)300Mpa，彎曲彈性模量為16000Mpa，使用該材料可減薄型材壁厚。
權(quán)利要求
1．一種玻璃纖維增強(qiáng)塑料門、窗型材，其特征在于是由聚酯無(wú)紡布為表層、中堿或無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗為中間層、玻璃纖維方格布為內(nèi)層所構(gòu)楊的層狀結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)型材，所述的各層用的材料均浸漬含聚酯樹脂的粘結(jié)劑，其含量(以產(chǎn)品重量為100計(jì))無(wú)紡布4-6％、無(wú)捻粗紗35-45％、方格布4-6％，其余為粘結(jié)劑。
2．按照權(quán)利要求1所述的型材，其特征在于所述的玻璃纖維無(wú)捻粗紗的單線直徑13-24μm。
3．按照權(quán)利要求1所述的型材，其特征在于所述的聚酯無(wú)紡布為丙烯酸粘結(jié)劑型的聚酯無(wú)紡布，規(guī)格為60-250g/m2。
4．按照權(quán)利要求1所述的型材，其特征在于所述的玻璃纖維方格布的規(guī)格為200-400g/m2。
5．權(quán)利要求1所述的型材的制備方法．包括熱固成型、牽引、切割、表面處理，其特征在于制備過程包括(1)將玻璃纖維無(wú)捻粗紗于80-150℃下烘干至含水率小于0.5％；(2)烘干的粗紗引入盛有樹脂糊(即粘結(jié)劑)的浸漬槽中，使其浸透后再通過分紗板和導(dǎo)絲器分紗(3)聚酯無(wú)紡布和玻璃纖維方格布進(jìn)入各自含樹脂糊的浸漬槽，使其浸透樹脂；(4)由(2)和(3)步浸過樹酯糊的無(wú)捻粗紗、無(wú)紡布和方格布按要求的層狀分布同時(shí)先進(jìn)入預(yù)成型冷模，再進(jìn)入熱膜，熱膜為分段加熱第一段70-80℃、第二段150-180℃、第三段150-160℃；(5)浸過樹脂的粗紗、無(wú)紡布、方格布、在熱膜中固化定型；(6)將(5)步固化定型的材料以0.4-0.8m/分的速度由牽引機(jī)連續(xù)牽引出模具；(7)用切割機(jī)將型材切割成所需的長(zhǎng)度；(8)對(duì)切割后的型材進(jìn)行包括打磨、噴涂、覆膜在內(nèi)的表面處理。
6．按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的樹脂糊是由多種組分通過機(jī)械混合得到，具體組分及含量(以不飽和聚酯樹脂為基準(zhǔn))不飽和聚酯樹脂重量為100、過氧化苯甲酰2-3％、過氧化苯甲酰叔丁酯1-2％、氫氧化鋁50-100％、液體脫膜劑1-2％、硬酯酸鉛或硬酯酸鋅2-3％、紫外吸收劑0.5-1％、防縮劑10-15％、著色劑2-5％、阻燃劑4-10％。
7．按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的紫外吸收劑是UV-9、阻燃劑是FR-4、液體脫膜劑T01。
8．按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的著色劑包括鈦白、氧化鐵紅、鐵黑、鐵黃及相應(yīng)的色漿。
全文摘要
本發(fā)明是一種玻璃纖維增強(qiáng)塑料門、窗型材及其制備方法，其型材是由均浸漬有不飽和聚酯樹脂粘結(jié)劑的聚酯無(wú)紡布為表層、中堿或無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗為中間層、玻璃纖維方格布為內(nèi)層所構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)型材，該型材采用熱固成型、牽引、切割等步驟制得。本發(fā)明的型材機(jī)械強(qiáng)度高，抗老化性能好，而且成本比較低，本發(fā)明還可以制得各種口型的型材。
文檔編號(hào)B29C70/00GK1227304SQ9810197
公開日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1998年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月25日
發(fā)明者周明江, 張長(zhǎng)發(fā), 徐寶忠 申請(qǐng)人:北京建協(xié)玻璃鋼門窗研究所, 周明江, 張長(zhǎng)發(fā), 徐寶忠