本發(fā)明屬于熱固塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半透明的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

背景技術(shù)：

纖維增強(qiáng)熱固性塑料具有絕緣性能優(yōu)良、密度小、強(qiáng)度高、耐銹蝕等特點(diǎn)，自誕生以來(lái)大量應(yīng)用于電子電器、車(chē)輛機(jī)械、建筑建材等領(lǐng)域，用于取代容易銹蝕的鋼鐵部件以及易燃燒、強(qiáng)度低的熱塑性塑料部件。

但是，目前普通纖維增強(qiáng)熱固性塑料由于其中含有大量的粉體物質(zhì)，如粉體脫模劑、粉體礦物填料以及著色劑，使得用其制造的產(chǎn)品是完全不透明的，如授權(quán)公告號(hào)CN103160098B的專(zhuān)利文件公開(kāi)了一種熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂95份，聚甲基丙烯酸甲酯微粉5份，碳酸鈣微粉300份，引發(fā)劑TRIGONOX 141 2份，氫氧化鈣微粉0.6份，硬脂酸鋅微粉6份，玻璃纖維45份。雖然該發(fā)明具有良好的穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及阻燃效果，但由于含有大量的碳酸鈣微粉填料，所以為不透明的白色或灰白色。

然而，工業(yè)制造中往往需要制造展示用的產(chǎn)品樣機(jī)，以便客戶(hù)能夠透過(guò)產(chǎn)品外殼觀察到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，很顯然目前傳統(tǒng)的纖維增強(qiáng)熱固性模塑無(wú)法達(dá)到這類(lèi)效果，需要開(kāi)發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，光學(xué)透明度高，滿(mǎn)足工業(yè)制造對(duì)半透明可視結(jié)構(gòu)的要求。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料的制備方法，能夠制備出光學(xué)透明度高的纖維增強(qiáng)熱固性塑料，滿(mǎn)足工業(yè)制造對(duì)半透明可視結(jié)構(gòu)的要求。

本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是：

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，其特征在于，由包含以下重量份數(shù)材料的原料制備而成：熱固性樹(shù)脂40-95份，低收縮添加劑5-60份，引發(fā)劑1-4份，氧化鎂8-12份，脫模劑2-8份，增強(qiáng)纖維10-280份。熱固性樹(shù)脂(thermosetting resin)，是指樹(shù)脂加熱后產(chǎn)生化學(xué)變化，逐漸硬化成型，再受熱也不軟化、也不能溶解的一種樹(shù)脂；低收縮添加劑(LSA)是指能夠降低在加工成型的過(guò)程中樹(shù)脂收縮率的一類(lèi)添加劑；引發(fā)劑(initiator)，又稱(chēng)自由基引發(fā)劑，指一類(lèi)容易受熱分解成自由基(即初級(jí)自由基)的化合物，可用于引發(fā)烯類(lèi)、雙烯類(lèi)單體的自由基聚合和共聚合反應(yīng)，也可用于不飽和聚酯的交聯(lián)固化和高分子交聯(lián)反應(yīng)；脫模劑是用在兩個(gè)彼此易于粘著的物體表面的一個(gè)界面涂層、使物體表面易于脫離、光滑及潔凈的功能性物質(zhì)。材料按照透光率大小可以分為透明材料(波長(zhǎng)400nm-800nm可見(jiàn)光的透光率在80％以上)、半透明材料(400nm-800nm可見(jiàn)光的透光率在50％-80％之間)和不透明材料(400nm-800nm可見(jiàn)光的透光率在50％以下)。該配方不含有嚴(yán)重阻礙光線通過(guò)的填料或染料，成品具有較高的光學(xué)透明度，為半透明的纖維增強(qiáng)熱固性塑料，通過(guò)氧化鎂解決了原料因填料的缺乏而導(dǎo)致的粘度過(guò)小、無(wú)法成型的問(wèn)題，各組分相互配合是材料的絕緣性能、密度、強(qiáng)度等特性滿(mǎn)足工業(yè)制造的要求。

進(jìn)一步的，上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料由包含以下重量份數(shù)材料的原料制備而成：熱固性樹(shù)脂45-90份，低收縮添加劑10-55份，引發(fā)劑2-3份，氧化鎂8-10份，脫模劑3-7份，增強(qiáng)纖維20-100份。

進(jìn)一步的，上述熱固性樹(shù)脂為不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂中的一種或幾種。不飽和聚酯樹(shù)脂具有良好的工藝性，乙烯基酯樹(shù)脂在具備良好工藝性的同時(shí)，還具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及耐腐蝕性能。

進(jìn)一步的，上述低收縮添加劑為聚乙烯、聚苯乙烯及其共聚物、聚氯乙烯及其共聚物、乙酸纖維素、丁酸纖維素、熱塑性聚酯、聚己酸內(nèi)酯、聚乙酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。上述低收縮添加劑類(lèi)型能改善熱固性塑料制品的尺寸精度和外觀質(zhì)量)，也可以按任意比例添加。

進(jìn)一步的，上述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯中的一種或幾種。上述引發(fā)劑均是液態(tài)便于添加操作，可以以任意比例添加至配方中，具有較高的熱和化學(xué)穩(wěn)定性，便于儲(chǔ)存，同時(shí)能提供熱固性塑料較理想的固化成型溫度。

進(jìn)一步的，上述增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維、亞麻纖維中的一種或幾種。不同纖維，能提供制品不同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)部分纖維本身存在顏色，能為成型制品提供美觀的紋路，能展示纖維在模具中的流動(dòng)狀態(tài)，為成型時(shí)的材料擺放提供參考依據(jù)，可以根據(jù)具體情況選擇不同的纖維種類(lèi)或纖維配比。

進(jìn)一步的，上述增強(qiáng)纖維為經(jīng)過(guò)75％-95％(vol)酒精稀釋的丙烯顏料溶液浸泡著色后干燥的增強(qiáng)纖維。纖維增強(qiáng)熱固性塑料采用了大量纖維作為增強(qiáng)材料，在熱壓成型階段，玻纖流動(dòng)十分復(fù)雜，工程師不能憑目視直接觀察到產(chǎn)品的流動(dòng)形態(tài)和纖維分布均勻度，就可能造成產(chǎn)品局部強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，也不能通過(guò)材料流動(dòng)形態(tài)來(lái)改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這種經(jīng)丙烯顏料染色處理的增強(qiáng)材料，不僅能提供客戶(hù)多種顏色的選擇，同時(shí)各種顏色纖維能在成型時(shí)，能夠體現(xiàn)出材料在金屬模具內(nèi)的流動(dòng)方向，幫助工藝工程師調(diào)節(jié)材料放置的重量和位置，通過(guò)纖維在產(chǎn)品中的分布狀況改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，利于產(chǎn)品中的玻纖均勻。

進(jìn)一步的，上述脫模劑為市售畢克助劑(上海)有限公司的BYK9060、BYK9065、BYK9080中的一種或幾種任意比例的混合物。采用了液體形態(tài)脫模劑替換了傳統(tǒng)的硬脂酸鋅、硬脂酸鈣微粉脫模劑，使成型后的制品具有半透明狀態(tài)，外表美觀光潔，能透過(guò)成型制品見(jiàn)到其他協(xié)同部件的運(yùn)作狀況。

該技術(shù)方案具有以下有益的技術(shù)效果：

1)該技術(shù)方案未大量采用影響折光率的礦物填料，能夠兼具熱固性塑料特性和光學(xué)透明度特性，成品是半透明塑料，滿(mǎn)足工業(yè)制造對(duì)可視結(jié)構(gòu)的要求；

2)該技術(shù)方案采用氧化鎂作為增稠劑，解決了去除礦物填料組份后混合物粘度過(guò)低的不良現(xiàn)象，使混合物與增強(qiáng)纖維能充分浸潤(rùn)捏合；

3)該技術(shù)方案采用了青白色玻璃纖維、白色聚酯纖維、黑色的碳纖維、棕色的玄武巖纖維、麻黃色亞麻纖維、以及各種經(jīng)丙烯顏料染色處理的增強(qiáng)材料，能提供客戶(hù)多種顏色的選擇，同時(shí)各種顏色纖維能在成型時(shí)，體現(xiàn)出材料在金屬模具內(nèi)的流動(dòng)方向，幫助工藝工程師調(diào)節(jié)材料放置的重量和位置，并能通過(guò)纖維在產(chǎn)品中的分布狀況改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，利于產(chǎn)品中的玻纖均勻；

4)該技術(shù)方案的纖維增強(qiáng)熱固性塑料可通過(guò)模壓或注塑一次成型，減少后道加工，從大面積的平板到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精密構(gòu)件做到零收縮，成型又無(wú)后收縮，線脹系數(shù)非常低，無(wú)需定型夾具，更無(wú)需機(jī)械加工，完全復(fù)制模具的型腔型芯尺寸，空間穩(wěn)定性佳，實(shí)現(xiàn)完美契合；

5)相較于金屬，該技術(shù)方案的纖維增強(qiáng)熱固性塑料有良好的設(shè)計(jì)適應(yīng)性，包括高集約化的零件；高精度的成型公差，可省去許多機(jī)械操作，在惡劣環(huán)境下的耐腐蝕性好；具有較高的比強(qiáng)度、顯著的介電強(qiáng)度和耐漏電痕跡性；而且熱導(dǎo)率低、微波穿透性低。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：

一種上述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料的制備方法，其特征在于，按照配方將熱固性樹(shù)脂、低收縮添加劑、引發(fā)劑、氧化鎂、脫模劑加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1-2小時(shí)；靜置4-24小時(shí)；當(dāng)混合物增稠后，再將增強(qiáng)纖維加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合5-10分鐘，制得纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

進(jìn)一步的，上述增強(qiáng)纖維通過(guò)以下方法著色：丙烯顏料用75％-95％(vol)酒精稀釋后，將增強(qiáng)纖維浸泡到溶液中1-2分鐘，取出烘干或晾干。

該技術(shù)方案具有以下有益的技術(shù)效果：

(1)該技術(shù)方案未大量采用影響折光率的礦物填料，能夠兼具熱固性塑料特性和光學(xué)透明度特性，成品是半透明塑料，滿(mǎn)足工業(yè)制造對(duì)可視結(jié)構(gòu)的要求；

(2)該技術(shù)方案采用氧化鎂作為增稠劑，提高了氧化鎂微粉的含量，并在捏合后靜置4-24小時(shí)，以發(fā)揮氧化鎂的增稠效果，較好的解決了去除礦物填料組份后混合物粘度過(guò)低的不良現(xiàn)象，使混合物與增強(qiáng)纖維能充分浸潤(rùn)捏合。

(3)該技術(shù)方案采用了青白色玻璃纖維、白色聚酯纖維、黑色的碳纖維、棕色的玄武巖纖維、麻黃色亞麻纖維、以及各種經(jīng)丙烯顏料染色處理的增強(qiáng)材料，能提供客戶(hù)多種顏色的選擇，同時(shí)各種顏色纖維能在成型時(shí)，體現(xiàn)出材料在金屬模具內(nèi)的流動(dòng)方向，幫助工藝工程師調(diào)節(jié)材料放置的重量和位置，并能通過(guò)纖維在產(chǎn)品中的分布狀況改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，利于產(chǎn)品中的玻纖均勻；

(4)該技術(shù)方案的纖維增強(qiáng)熱固性塑料可通過(guò)模壓或注塑一次成型，減少后道加工，從大面積的平板到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的精密構(gòu)件做到零收縮，成型又無(wú)后收縮，線脹系數(shù)非常低，無(wú)需定型夾具，更無(wú)需機(jī)械加工，完全復(fù)制模具的型腔型芯尺寸，空間穩(wěn)定性佳，實(shí)現(xiàn)完美契合；

(5)相較于金屬，該技術(shù)方案的纖維增強(qiáng)熱固性塑料有良好的設(shè)計(jì)適應(yīng)性，包括高集約化的零件；高精度的成型公差，可省去許多機(jī)械操作，在惡劣環(huán)境下的耐腐蝕性好；具有較高的比強(qiáng)度、顯著的介電強(qiáng)度和耐漏電痕跡性；而且熱導(dǎo)率低、微波穿透性低。

【具體實(shí)施方式】

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

以下所提供的實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明所涵蓋的范圍，所描述的步驟也不是用以限制其執(zhí)行順序。本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有公知常識(shí)對(duì)本發(fā)明做顯而易見(jiàn)的改進(jìn)，亦落入本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例一

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂95份，聚乙烯5份，過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯4份，氧化鎂微粉8份，BYK9065 2份，碳纖維10份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。

其制備方法為：按照上述配方將不飽和聚酯樹(shù)脂、聚乙烯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、氧化鎂微粉、BYK9065計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合2小時(shí)，靜置24小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥100000毫帕·秒后，再將碳纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合5分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為黑色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為51％，彎曲強(qiáng)度為200MPa。

實(shí)施例二

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：乙烯基酯樹(shù)脂40份，乙酸纖維素60份，過(guò)氧化2-乙基己酸叔丁酯1份，氧化鎂微粉12份，BYK9080 3份，玻璃纖維30份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。

其制備方法為：按照上述配方將乙烯基酯樹(shù)脂、乙酸纖維素、過(guò)氧化2-乙基己酸叔丁酯、氧化鎂微粉、BYK9080計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1小時(shí)，靜置4小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥40000毫帕·秒后，再將玻璃纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合10分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為青白色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為65％，彎曲強(qiáng)度為250MPa。

實(shí)施例三

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂60份，聚己酸內(nèi)酯30份，丁酸纖維素10份，過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯2份，氧化鎂微粉10份，BYK9065 6份，亞麻纖維100份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。

其制備方法為：按照上述配方將不飽和聚酯樹(shù)脂、聚己酸內(nèi)酯、過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯、氧化鎂微粉、BYK9065計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1.5小時(shí)，靜置14小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥60000毫帕·秒后，再將玻璃纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合7分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為為黃色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為60％，彎曲強(qiáng)度為80MPa。

實(shí)施例四

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂60份，乙烯基酯樹(shù)脂30份，聚苯乙烯及其共聚物10份，過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯1份，過(guò)氧化2-乙基己酸叔丁酯1份，過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯1份，氧化鎂微粉8份，BYK9060 4份、BYK9065 3份，經(jīng)過(guò)75％-95％(vol)酒精稀釋的丙烯顏料溶液浸泡著色后干燥的聚酯纖維20份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。聚酯樹(shù)脂與低收縮的份數(shù)之和為100份，其添加的氧化鎂含量與靜置時(shí)間成反比，氧化鎂越少靜置時(shí)間越長(zhǎng)。

其制備方法為：按照上述配方將不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、聚苯乙烯及其共聚物、過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯、氧化鎂微粉、BYK9060、BYK9065計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1.6小時(shí)，靜置10小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥70000毫帕·秒后，再將著色的聚酯纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合6分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為為黃色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為70％，彎曲強(qiáng)度為20MPa。

實(shí)施例五

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂45份，丁酸纖維素55份，過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯1份，氧化鎂微粉8份，BYK9080 1份，玄武巖纖維180份，聚酯纖維100份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。

其制備方法為：按照上述配方將不飽和聚酯樹(shù)脂、丁酸纖維素、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、氧化鎂微粉、BYK9080計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1.2小時(shí)，靜置20小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥90000毫帕·秒后，再將玻璃纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合5分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為為黑色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為78％，彎曲強(qiáng)度為300MPa。

實(shí)施例六

為了改善產(chǎn)品的性能，可以配方中添加其他成分，如少量無(wú)機(jī)填料或者燃料或者改性劑。

一種纖維增強(qiáng)熱固性塑料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：不飽和聚酯樹(shù)脂60份，乙烯基酯樹(shù)脂30份，聚苯乙烯及其共聚物10份，過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯1份，過(guò)氧化2-乙基己酸叔丁酯1份，過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯1份，滑石粉5份，氧化鎂微粉8份，BYK9060 4份、BYK9065 3份，經(jīng)過(guò)75％-95％(vol)酒精稀釋的丙烯顏料溶液浸泡著色后干燥的聚酯纖維20份，上述份數(shù)為重量份數(shù)。聚酯樹(shù)脂與低收縮的份數(shù)之和為100份，其添加的氧化鎂含量與靜置時(shí)間成反比，氧化鎂越少靜置時(shí)間越長(zhǎng)。

其制備方法為：按照上述配方將不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、聚苯乙烯及其共聚物、過(guò)氧化異丙基碳酸叔丁酯、滑石粉、氧化鎂微粉、BYK9060、BYK9065計(jì)量后有序加入捏合機(jī)內(nèi)捏合1.6小時(shí)，靜置10小時(shí)，當(dāng)混合物增稠至粘度為≥70000毫帕·秒后，再將著色的聚酯纖維計(jì)量后加入上述捏合機(jī)內(nèi)捏合6分鐘，可得到所述的纖維增強(qiáng)熱固性塑料。

上述纖維增強(qiáng)熱固性塑料為為黃色纖維紋路、半透明材質(zhì)的模塑料，使用透射計(jì)測(cè)定可見(jiàn)光的透射率為58％，彎曲強(qiáng)度為25MPa。