一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及玻璃鋼技術領域，尤其涉及一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料及其制作方法。
【背景技術】
[0002]玩具是兒童的天使，玩具以其鮮艷的顏色，優美、奇異的造型，靈巧的活動，悅耳的聲響等吸引著孩子的好奇心和注意力。玩具的種類多樣，玩法多變，包括毛絨玩具、塑膠玩具、紙質玩具、電子玩具、木制玩具、金屬玩具、皮制玩具、益智玩具、早教玩具、玻璃鋼玩具、兒童汽車及其他雜項玩具，其中又以毛絨玩具和兒童汽車最為暢銷。兒童汽車材料常使用金屬材料和塑料，金屬材料不僅價格高、質重還易生銹，塑料性脆易摔爛，易老化。現如今多采用玻璃鋼材料替代金屬材料和塑料。玻璃鋼即纖維強化塑料，一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂基體。應用于汽車玩具使用的常以不飽和聚酯為基體，具有質輕而硬，不導電，性能穩定，機械強度高，耐腐蝕等特點。近年來我國玻璃鋼材料研發雖取得很大進展，但同國外先進水平相比，還有很大差距，主要表現為產品質量差、品種少、成本高，且玻璃纖維與樹脂基體的結合力弱等，因此是很有發展潛力的朝陽產業。
[0003]專利CN104231584A采用聚醋酸乙烯酯及相對應的嵌段共聚物為低收縮添加劑降低了制品在固化過程中的收縮，提高了產品表面的平整度，利用先進的中溫固化連續成型玻璃鋼板材技術提高了產品的固化度，增強了彎曲強度，提高柔韌性，最后用新無鹵阻燃劑代替傳統有鹵阻燃劑，是阻燃效果達到國家標準規定的最高級別。但是，此文將樹脂基體與玻璃纖維直接復合，兩者的相容性差，有必要對現有的玻璃纖維加以改性后再添加到基體樹脂中。
【發明內容】
[0004]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料及其制作方法。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料，由下列重量份的原料制成:不飽和聚酯105-115、短切玻璃纖維16-18、納米氮化鈦1.5-1.7、碳納米管0.5-0.7、石墨烯2.1-2.4、硅微粉9-10、聚丙烯酸3.2-3.6、瀝青2-4、氫氧化鋁1-2、丙烯腈4-6、三甲基氯硅烷8.5-9.5、熱塑性淀粉3-
5、過氧化甲乙酮2.1 -2.4、I %乙醇水溶液適量。
[0006]所述的一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將短切玻璃纖維放置于超低溫處理設備中于零下100°C至零下200°C超低溫處理10-15小時，取出自然回溫，放入馬弗爐中于525-580°C溫度下，熱處理1-2小時，自然回溫制得預處理短切玻璃纖維；
(2)將三甲基氯硅烷、丙烯腈攪拌混勻，使混合液以1:50的體積比超聲分散于1%乙醇水溶液中，升溫至80-90°C，加入碳納米管、瀝青保持溫度攪拌30-40分鐘，加入步驟(I)物料制得的預處理短切玻璃纖維、硅微粉浸泡2-4小時后，減壓抽濾，將濾渣烘干研磨制得改性短切玻璃纖維；
(3)將不飽和聚酯投入到高混機，加入石墨烯、納米氮化鈦混合20-30分鐘，再與上述改性短切玻璃纖維及其他剩余成分復合，最后在模具中75-80°C固化10-15分鐘，常溫脫模，出料。
[0007]本發明的優點是:本發明通過物理方法將玻璃纖維進行超低溫預處理后，提高了其抗彎性能、拉伸性能和層間剪切性能，經高溫處理使玻璃纖維表面原有膠料氧化分解，進而除去玻璃纖維儲存吸附的水，再通過化學方法對其表面進行接枝改性多孔性碳納米管等材料，具有空穴結構，待玻璃纖維與基體進行復合時，一些高聚物的鏈段進入到空穴中，起到類似錨固作用，由此增加了玻璃纖維與聚合物界面之間的結合力，提高了產品的耐沖擊性能，制得的玻璃鋼材料具有脆性低、韌性大、甲醛含量低、拉伸強度大等優點。
【具體實施方式】
[0008]—種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料，由下列重量份的原料制成:不飽和聚酯105、短切玻璃纖維16、納米氮化鈦1.5、碳納米管0.5、石墨烯2.1、硅微粉9、聚丙烯酸3.2、瀝青2、氫氧化鋁1、丙烯腈4、三甲基氯硅烷8.5、熱塑性淀粉3、過氧化甲乙酮2.1、1%乙醇水溶液適量。
[0009]所述的一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將短切玻璃纖維放置于超低溫處理設備中于零下100°C至零下200°C超低溫處理10-15小時，取出自然回溫，放入馬弗爐中于525-580°C溫度下，熱處理1-2小時，自然回溫制得預處理短切玻璃纖維；
(2)將三甲基氯硅烷、丙烯腈攪拌混勻，使混合液以1:50的體積比超聲分散于1%乙醇水溶液中，升溫至80-90°C，加入碳納米管、瀝青保持溫度攪拌30-40分鐘，加入步驟(I)物料制得的預處理短切玻璃纖維、硅微粉浸泡2-4小時后，減壓抽濾，將濾渣烘干研磨制得改性短切玻璃纖維；
(3)將不飽和聚酯投入到高混機，加入石墨烯、納米氮化鈦混合20-30分鐘，再與上述改性短切玻璃纖維及其他剩余成分復合，最后在模具中75-80°C固化10-15分鐘，常溫脫模，出料。
[0010]使用本發明生產的聚酯玻璃鋼材料的技術參數指標如下:
(1)拉伸強度(MPa):106.5;
(2)對電磁波的屏蔽效果可達30dB，屏蔽效果較好；
(3)抗壓強度(MPa):91.5;
(4)沖擊強度(KJ/m2):32.5。
【主權項】
1.一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:不飽和聚酯105-115、短切玻璃纖維16-18、納米氮化鈦1.5-1.7、碳納米管0.5-0.7、石墨烯2.1-2.4、娃微粉9-10、聚丙稀酸3.2~3.6、浙青2-4、氣氧化招1-2、丙稀臆4-6、二甲基氣娃燒8.5-9.5、熱塑性淀粉3-5、過氧化甲乙酮2.1-2.4、1%乙醇水溶液適量。2.根據權利要求1所述的一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將短切玻璃纖維放置于超低溫處理設備中于零下100°C至零下200°C超低溫處理10-15小時，取出自然回溫，放入馬弗爐中于525-580°C溫度下，熱處理1-2小時，自然回溫制得預處理短切玻璃纖維； (2)將三甲基氯硅烷、丙烯腈攪拌混勻，使混合液以1:50的體積比超聲分散于1%乙醇水溶液中，升溫至80-90°C，加入碳納米管、瀝青保持溫度攪拌30-40分鐘，加入步驟(I)物料制得的預處理短切玻璃纖維、硅微粉浸泡2-4小時后，減壓抽濾，將濾渣烘干研磨制得改性短切玻璃纖維； (3)將不飽和聚酯投入到高混機，加入石墨烯、納米氮化鈦混合20-30分鐘，再與上述改性短切玻璃纖維及其他剩余成分復合，最后在模具中75-80°C固化10-15分鐘，常溫脫模，出料。
【專利摘要】本發明公開了一種石墨烯改性聚酯玻璃鋼材料，通過物理方法將玻璃纖維進行超低溫預處理后，提高了其抗彎性能、拉伸性能和層間剪切性能，經高溫處理使玻璃纖維表面原有膠料氧化分解，進而除去玻璃纖維儲存吸附的水，再通過化學方法對其表面進行接枝改性多孔性碳納米管等材料，具有空穴結構，待玻璃纖維與基體進行復合時，一些高聚物的鏈段進入到空穴中，起到類似錨固作用，由此增加了玻璃纖維與聚合物界面之間的結合力，提高了產品的耐沖擊性能，制得的玻璃鋼材料具有脆性低、韌性大、甲醛含量低、拉伸強度大等優點。
【IPC分類】C08K7/24, C08K13/06, C08K3/04, C08L67/06, C08K5/14, C08K3/36, C08L33/00, C08K7/14, C08K3/22, C08K9/02, C08L3/02, C08K3/28, C08K9/06, C08K5/5419, C08K9/04, C08K9/00, C08L95/00
【公開號】CN105504733
【申請號】CN201510949103
【發明人】湯廣順
【申請人】蕪湖市艾德森自動化設備有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月18日