專利名稱：：拉擠玻璃鋼制品添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于拉擠玻璃鋼制品中的添加劑及其制備方法。技術(shù)背景拉擠成型工藝是玻璃鋼成型工藝中的一種特殊工藝，將浸漬樹脂膠液的連續(xù)纖維束(玻璃纖維、碳纖維等)、氈等，在牽引力的作用下，通過模具擠壓成型并固化，可連續(xù)不斷地生產(chǎn)長度不限的玻璃鋼制品，設(shè)計(jì)靈活，成型簡便。在產(chǎn)品的成型過程中，成型產(chǎn)品和金屬模具表面之間會產(chǎn)生很強(qiáng)的粘合力，為了防止成型的玻璃鋼制品在金屬模具上粘著的附加荷載，必須在制品與金屬模具之間施加脫模劑以便制品很容易從模具中脫出，以保證制品表面質(zhì)量和模具的完好無損。早期的拉擠成型工藝多用外脫模劑，常用的有硅油等。使用中是將脫模劑放入專用的槽中，當(dāng)產(chǎn)品被牽引時(shí)，將脫模劑帶到浸有樹脂的玻璃纖維成型物的表面，然后進(jìn)入模具成型固化，來達(dá)到脫模作用，但脫模劑用量很大且制品表面質(zhì)量不理想，現(xiàn)已改用內(nèi)脫模劑。在玻璃鋼拉擠工藝中，使用最多的內(nèi)脫模劑是硬脂酸鋅，但是，由于樹脂粘度大，直接加入粉狀硬脂酸鋅難以攪拌均勻，且硬脂酯鋅松散、體積大，夾帶空氣較多，致使樹脂汽泡多，制品表面光澤較差。所以，在拉擠生產(chǎn)中，人們通常更愿意使用在常溫下為液體狀的內(nèi)脫模劑，如烷基磷酸酯，它有許多優(yōu)點(diǎn)(1)、很容易在樹脂中分散；(2)、在降低拉擠阻力的同時(shí)提高生產(chǎn)效率；(3)、能降低樹脂混合物的表面張力，降低樹脂粘度，改善樹脂對增強(qiáng)材料、填料的浸潤性，改善樹脂的流動性；(4)、輔助消泡及改進(jìn)部件的表面質(zhì)量，使制品表面光潔；(5)、不影響樹脂的固化特性，不改變混合樹脂的適用期，不影響制品的物理力學(xué)性能，不影響制品的耐候性等。但是，目前市售的烷基磷酸酯內(nèi)脫模劑大都是酸性的，所以在使用中會出現(xiàn)以下問題(1)、在使用對酸敏感的顏料時(shí)會導(dǎo)致顏色變化；(2)、在使用堿性填料時(shí)，如碳酸鈣，酸性脫模劑會與之起反應(yīng)，引起混合料的粘度增加，但不會影響脫模效果；(3)、如果填料為氫氧化鋁，酸性脫模劑除了會使混合料的粘度增加外，還會在混合料固化過程中放出水份，導(dǎo)致氣泡、裂紋等問題。另外，目前市售的垸基磷酸酯內(nèi)脫模劑大多為黃色，這限制了其不能在制作無色玻璃鋼制品中使用。通過拉擠工藝成型的玻璃鋼制品具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐蝕性能好，電絕緣性能好，透光率高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工防腐、建筑、造船、車輛、電工、輕工、日用等。但是由于玻璃鋼所用合成樹脂均為有機(jī)高分子化合物，如不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，主要含碳、氫兩元素，極易燃燒，因此，提高玻璃鋼制品的阻燃性是當(dāng)前迫切需要解決的問題。無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃劑一直是人們追求的目標(biāo)，氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻等作為廉價(jià)的填料和阻燃劑被廣泛用于玻璃鋼生產(chǎn)中，但是需要添加的量較大，對玻璃鋼制品的物理機(jī)械性能有所影響。已開發(fā)并被廣泛使用的有機(jī)磷系無鹵磷酸酯阻燃劑，如磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲苯酯，磷酸二甲苯二苯酯等，阻燃效果不佳，其主要功能是增塑。新型的磷一氮協(xié)效體系阻燃劑，如三聚氰胺憐酸鹽，是當(dāng)前研究的一個(gè)重要方向，磷一氮阻燃體系的突出優(yōu)點(diǎn)是添加量少，阻燃效果佳，并且其釋放出的氣體毒性低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種無色透明、接近中性、具有內(nèi)脫模和阻燃功能的拉擠玻璃鋼制品添加劑及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于它由高碳脂肪醇、五氧化二磷和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5:1.0:0.1—0.4。所述的高碳脂肪醇為C6-C12范圍的一元醇或C6-C12范圍的一元醇的混合物，如正辛醇、正癸醇、月桂醇等中的任意一種或任意一種以上的混合物，任意一種以上混合時(shí)，為任意配比。所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt呢。所述的有機(jī)胺為三乙胺、二乙胺或三乙醇胺等脂肪胺。上述拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5:1.0:0.1-0.4稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；2)在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入高碳脂肪醇，四口燒瓶放入冰水浴中，并向四口燒瓶中通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開動攪拌；3)當(dāng)四口燒瓶的溫度低于5'C時(shí)，向四口燒瓶中加入五氧化二磷，并強(qiáng)力攪拌，當(dāng)溫度高于15'C時(shí)停止加入五氧化二磷；當(dāng)四口燒瓶的溫度再次低于5"時(shí)，再加入五氧化二磷，如次反復(fù)，至加完所有五氧化二磷為止(花費(fèi)的時(shí)間為0.5-l.O小時(shí))；4)撤除四口燒瓶的冰水浴，繼續(xù)攪拌至室溫，得到五氧化二磷在高碳脂肪醇中均勻分散的混濁液體，接著把四口燒瓶放入油浴中，升溫至65-75'C進(jìn)行酯化反應(yīng)，0.5小時(shí)后即變?yōu)闊o色透明的有一定粘度的液體，繼續(xù)反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)；5)撤除四口燒瓶的油浴，停止加熱并繼續(xù)攪拌至室溫，接著把四口燒瓶放入冰水浴中，在溫度低于2(TC，向四口燒瓶中滴加液體有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)，得拉擠玻璃鋼制品添加劑(它是無色透明的接近中性的垸基磷酸酯胺鹽化合物)。本發(fā)明克服了目前市售的用于拉擠玻璃鋼制品的烷基磷酸酯內(nèi)脫模劑的兩個(gè)主要缺點(diǎn)一是具有顏色(淡黃色)，二是酸性太強(qiáng)(PH值約1-3);本發(fā)明制備的拉擠玻璃鋼制品添加劑，它是無色透明的接近中性的烷基磷酸酯胺鹽化合物，同時(shí)具有內(nèi)脫模劑和阻燃劑的功能。本發(fā)明的產(chǎn)品與現(xiàn)有的產(chǎn)品比較具有如下的優(yōu)點(diǎn)1)產(chǎn)品無色透明常溫下是無色透明的液體，粘度小，能在制作無色拉擠玻璃鋼制品中使用，擴(kuò)大了使用范圍。2)產(chǎn)品PH值高，接近中性，可以保護(hù)金屬模具免受腐蝕，延長模具使用壽命；同時(shí)其與堿性填料幾乎不反應(yīng)，因此不會使膠料變稠，膠料流動性好。3)產(chǎn)品在拉擠玻璃鋼制品中使用，不僅具有內(nèi)脫模劑的功能，同時(shí)還是磷一氮協(xié)效體系阻燃劑，具有阻燃劑的功能。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1:拉擠玻璃鋼制品添加劑，它由高碳脂肪醇(R0H)、五氧化二磷(P205)和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為2.5:1.0:0.3。所述的高碳脂肪醇為正辛醇；所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt%(重量百分?jǐn)?shù))；所述的有機(jī)胺為三乙胺。上述拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，它包括如下步驟1)按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為2.5:1.0:0.3稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；所述的高碳脂肪醇為正辛醇；所述的有機(jī)胺為三乙胺；2)在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入高碳脂肪醇，四口燒瓶放入冰水浴中，并向四口燒瓶中通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開動攪拌；3)當(dāng)四口燒瓶的溫度低于5。C時(shí)，向四口燒瓶中加入五氧化二磷，并強(qiáng)力攪拌，當(dāng)溫度高于15'C時(shí)停止加入五氧化二磷；當(dāng)四口燒瓶的溫度再次低于5i:時(shí)，再加入五氧化二磷，如次反復(fù)，至加完所有五氧化二磷為止(花費(fèi)的時(shí)間為0.5-l.O小時(shí))；4)撤除四口燒瓶的冰水浴，繼續(xù)攪拌至室溫，得到五氧化二磷在高碳脂肪醇中均勻分散的混濁液體，接著把四口燒瓶放入油浴中，升溫至7(TC進(jìn)行酯化反應(yīng)，0.5小時(shí)后即變?yōu)闊o色透明的有一定粘度的液體，繼續(xù)反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)；5)撤除四口燒瓶的油浴，停止加熱并繼續(xù)攪拌至室溫，接著把四口燒瓶放入冰水浴中，在溫度低于20°C，向四口燒瓶中滴加液體有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)，中和反應(yīng)時(shí)間為2.0-3.0小時(shí)，得拉擠玻璃鋼制品添加劑(它是無色透明的接近中性的烷基磷酸酯胺鹽化合物)。拉擠玻璃鋼制品添加劑的基本物理性能測試結(jié)果如表1。實(shí)施例2:制備方法同實(shí)施例1，把正辛醇更換為含有C8-C12范圍的一元醇混合物(如正癸醇和月桂醇的混合物，正癸醇、月桂醇的摩爾數(shù)各占高碳脂肪醇的1/2)。拉擠玻璃鋼制品添加劑的基本物理性能測試結(jié)果如表1。實(shí)施例3:制備方法同實(shí)施例l，把三乙胺更換為三乙醇胺。拉擠玻璃鋼制品添加劑的基本物理性能測試結(jié)果如表l。實(shí)施例4:制備方法同實(shí)施例3，把正辛醇更換為含有C8-C12范圍的一元醇混合物(如正癸醇和月桂醇的混合物，正癸醇、月桂醇的摩爾數(shù)各占高碳脂肪醇的1/2)。拉擠玻璃鋼制品添加劑的基本物理性能測試結(jié)果如表1。表l，基本物理性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>溶解性與不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂混溶與不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂混溶與不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂混溶與不飽和聚酯樹脂和乙烯基樹脂混溶在拉擠玻璃鋼制品中的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例1:拉擠玻璃鋼型材的膠液配方為通用型不飽和聚酯樹脂100份(重量)，過氧化甲乙酮2份(重量)，萘酸鈷溶液3份(重量)，碳酸鈣20份(重量)，實(shí)施例1制備的拉擠玻璃鋼制品添加劑(烷基磷酸酯胺鹽化合物)2份(重量)；增強(qiáng)材料采用玻璃纖維無捻粗紗2600Tex(每千米的克數(shù))，在拉擠玻璃鋼型材中的重量分?jǐn)?shù)為75%;拉擠速度為30-40cm/min;模具三區(qū)溫度設(shè)置I區(qū)10(TC，n區(qū)12(TC，III區(qū)130°C。其型材基本物理性能測試結(jié)果如表2。應(yīng)用實(shí)例2:制備方法同應(yīng)用實(shí)例l，僅僅不加實(shí)施例1制備的拉擠玻璃鋼制品添加劑(垸基磷酸酯胺鹽化合物)。其型材基本物理性能測試結(jié)果如表2。應(yīng)用實(shí)例3:制備方法同應(yīng)用實(shí)例1，把實(shí)施例1制備的拉擠玻璃鋼制品添加劑(烷基磷酸酯胺鹽化合物)更換為硬脂酸鋅。其型材基本物理性能測試結(jié)果如表2。表2，拉擠玻璃鋼型材的基本物理性能測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例5:拉擠玻璃鋼制品添加劑，它由高碳脂肪醇、五氧化二磷和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5:1.0:0.1。所述的高碳脂肪醇為正癸醇；所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt。/。；所述的有機(jī)胺為二乙胺。上述拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，它包括如下步驟1)按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5:1.0:0.1稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；所述的高碳脂肪醇為正癸醇；所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt。/。；所述的有機(jī)胺為二乙胺；2)在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入高碳脂肪醇，四口燒瓶放入冰水浴中，并向四口燒瓶中通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開動攪拌；3)當(dāng)四口燒瓶的溫度低于5'C時(shí)，向四口燒瓶中加入五氧化二磷，并強(qiáng)力攪拌，當(dāng)溫度高于15'C時(shí)停止加入五氧化二磷；當(dāng)四口燒瓶的溫度再次低于5'C時(shí)，再加入五氧化二磷，如次反復(fù)，至加完所有五氧化二磷為止(花費(fèi)的時(shí)間為0.5-1.0小時(shí))；4)撤除四口燒瓶的冰水浴，繼續(xù)攪拌至室溫，得到五氧化二磷在高碳脂肪醇中均勻分散的混濁液體，接著把四口燒瓶放入油浴中，升溫至65'C進(jìn)行酯化反應(yīng)，0.5小時(shí)后即變?yōu)闊o色透明的有一定粘度的液體，繼續(xù)反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)；5)撤除四口燒瓶的油浴，停止加熱并繼續(xù)攪拌至室溫，接著把四口燒瓶放入冰水浴中，在溫度低于20°C，向四口燒瓶中滴加液體有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)，中和反應(yīng)時(shí)間為2.0-3.0小時(shí)，得拉擠玻璃鋼制品添加劑(它是無色透明的接近中性的烷基磷酸酯胺鹽化合物)。實(shí)施例6:拉擠玻璃鋼制品添加劑，它由高碳脂肪醇、五氧化二磷和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為3.5:1.0:0.4。所述的高碳脂肪醇為正辛醇、正癸醇和月桂醇的混合物，正辛醇、正癸醇、月桂醇的摩爾數(shù)各占高碳脂肪醇的1/3;所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt%;所述的有機(jī)胺為三乙醇胺；上述拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，它包括如下步驟1)按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5:1.0:0.1-0.4稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；所述的高碳脂肪醇為正辛醇、正癸醇和月桂醇的混合物，正辛醇、正癸醇、月桂醇的摩爾數(shù)各占高碳脂肪醇的1/3;所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt。/。；所述的有機(jī)胺為三乙醇胺；2)在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入高碳脂肪醇，四口燒瓶放入冰水浴中，并向四口燒瓶中通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開動攪拌；3)當(dāng)四口燒瓶的溫度低于5"C時(shí)，向四口燒瓶中加入五氧化二磷，并強(qiáng)力攪拌，當(dāng)溫度高于15"C時(shí)停止加入五氧化二磷；當(dāng)四口燒瓶的溫度再次低于5'C時(shí)，再加入五氧化二磷，如次反復(fù)，至加完所有五氧化二磷為止(花費(fèi)的時(shí)間為0.5-1.0小時(shí))；4)撤除四口燒瓶的冰水浴，繼續(xù)攪拌至室溫，得到五氧化二磷在高碳脂肪醇中均勻分散的混濁液體，接著把四口燒瓶放入油浴中，升溫至75'C進(jìn)行酯化反應(yīng)，0.5小時(shí)后即變?yōu)闊o色透明的有一定粘度的液體，繼續(xù)反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)；5)撤除四口燒瓶的油浴，停止加熱并繼續(xù)攪拌至室溫，接著把四口燒瓶放入冰水浴中，在溫度低于20°C，向四口燒瓶中滴加液體有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)，中和反應(yīng)時(shí)間為2.0-3.0小時(shí)，得拉擠玻璃鋼制品添加劑(它是無色透明的接近中性的烷基磷酸酯胺鹽化合物)。權(quán)利要求1.拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于它由高碳脂肪醇、五氧化二磷和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5∶1.0∶0.1-0.4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于所述的高碳脂肪醇為C6-C12范圍的一元醇或C6-C12范圍的一元醇的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于C6-C12范圍的一元醇為正辛醇、正癸醇或月桂醇。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于所述的五氧化二磷為分析純，純度大于98wt《。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于所述的有機(jī)胺為三乙胺、二乙胺或三乙醇胺。6.如權(quán)利要求1所述的拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5:1.0:0.1-0.4稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；2)在裝有攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入高碳脂肪醇，四口燒瓶放入冰水浴中，并向四口燒瓶中通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開動攪拌；3)當(dāng)四口燒瓶的溫度低于5'C時(shí)，向四口燒瓶中加入五氧化二磷，并強(qiáng)力攪拌，當(dāng)溫度高于15'C時(shí)停止加入五氧化二磷；當(dāng)四口燒瓶的溫度再次低于5"C時(shí)，再加入五氧化二磷，如次反復(fù)，至加完所有五氧化二磷為止；4)撤除四口燒瓶的冰水浴，繼續(xù)攪拌至室溫，得到五氧化二磷在高碳脂肪醇中均勻分散的混濁液體，接著把四口燒瓶放入油浴中，升溫至65-75'C進(jìn)行酯化反應(yīng)，0.5小時(shí)后即變?yōu)闊o色透明的有一定粘度的液體，繼續(xù)反應(yīng)2.0-3.0小時(shí)；5)撤除四口燒瓶的油浴，停止加熱并繼續(xù)攪拌至室溫，接著把四口燒瓶放入冰水浴中，在溫度低于20'C，向四口燒瓶中滴加液體有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)，得拉擠玻璃鋼制品添加劑。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于拉擠玻璃鋼制品中的添加劑及其制備方法。拉擠玻璃鋼制品添加劑，其特征在于它由高碳脂肪醇、五氧化二磷和有機(jī)胺原料制備而成，高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5∶1.0∶0.1-0.4。拉擠玻璃鋼制品添加劑的制備方法，其特征在于它包括如下步驟按高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺的摩爾比為1.5-3.5∶1.0∶0.1-0.4稱取高碳脂肪醇、五氧化二磷、有機(jī)胺，備用；首先由高碳脂肪醇與五氧化二磷進(jìn)行酯化反應(yīng)，然后加入有機(jī)胺進(jìn)行中和反應(yīng)得到拉擠玻璃鋼制品添加劑。本發(fā)明的拉擠玻璃鋼制品添加劑為無色透明、接近中性，具有內(nèi)脫模和阻燃功能。文檔編號C08K11/00GK101153091SQ20071005310公開日2008年4月2日申請日期2007年8月31日優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日發(fā)明者侯占偉,沈春暉,高山俊申請人:武漢理工大學(xué)