本發明涉及一種模塑料及其制備方法，尤其是涉及一種連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料及其制備方法，它屬于復合材料領域。
背景技術：
片狀模塑料技術于上世紀60年代起源于西德，其所得產品為固態的復合材料成型用中間體。它是以不飽和聚脂樹脂、低收縮劑樹脂、填料、玻璃纖維為主要成分，輔以引發劑、阻聚劑、內脫模劑、色漿、增稠劑等輔助材料，進而使用片狀模塑料生產機組進行樹脂糊的混配與玻璃纖維的復合，從而得到片狀“三明治”結構。該結構經過在特定溫度下24-96小時的熟化，形成一種可裁切、可擺放的固態片狀物。該片狀物如置于具有特定結構的模具型腔內，即可在高溫下高壓下流動充滿模具型腔，進而發生交聯固化反應、得到固體模壓產品。
片狀模塑料技術及其對應的模壓制品具有如下優點：產品結構可設計性強、可一次成型具有復雜精細結構的產品；產品輕質高強、表面可達到金屬般的光亮度與平整度；可直接成型內著色產品而無需二次噴漆；耐老化、耐腐蝕性、阻燃性優異；可根據需要進行配方設計以得到具備特定需求的制品。因此，該技術在軌道交通、汽車/火車部件、電器產品、建材等領域得到了廣泛的應用。
片狀模塑料通常情況下使用短切玻璃纖維增強，這使得相應制品的強度尤其是沖擊強度遠不如連續纖維增強的材料、因此難以作為承受主要載荷的結構件來使用。同時，其常規密度一般在1.8-1.9 g/cm3之間，對于存在輕量化需求的汽車、船艇等產品而言，仍然存在進一步降低材料密度的需要。如能實現材料密度降至1.4-1.6g/cm3范圍且材料強度相比常規密度的片料仍有提高，則有望在汽車、船艇的輕量化領域作為結構件得到應用，實現更佳的燃油經濟性。
公開日為2010年04月21日，公開號為CN101696320A的中國專利中，公開了一種名稱為“一種連續定向玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料”的發明專利。該專利提供的連續定向玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料雖采用連續定向玻璃纖維增強，但偏重于材料成型工藝的改進與阻燃性能的兼顧，并未涉及材料密度的下降。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種配方設計合理、密度比常規范圍有明顯下降、造價低、質量穩定的片狀模塑料的連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料及其制備方法。
本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料，其特征在于：所述模塑料的配方包含如下質量份的物質：不飽和聚酯樹脂15-30份，低收縮劑10-20份，苯乙烯1-6份，非輕質填料15-25份，輕質填料5-15份，玻璃纖維20-40份，引發劑0.1-1份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.2-1份，內脫模劑0.2-2.0份，加工助劑0.1-1.0份。
作為優選，本發明所述不飽和聚酯樹脂為鄰苯樹脂、間苯樹脂、對苯樹脂或乙烯基樹脂的一種或任意兩種的混合。
作為優選，本發明低收縮劑為聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯或飽和聚酯的一種或任意幾種的混合。
作為優選，本發明非輕質填料采用碳酸鈣、氫氧化鋁的一種或任意兩種的混合。
作為優選，本發明輕質填料采用中空玻璃微珠。
作為優選，本發明玻璃纖維為無堿連續玻璃纖維與短切長度12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:6-6:1。
作為優選，本發明引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯或叔丁過氧化碳酸異丙酯的一種。
作為優選，本發明阻聚劑為對苯醌。
作為優選，本發明增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂的一種或兩種的混合物；內脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣的一種或兩種的混合物；加工助劑為德國畢克化學生產的BYK996或BYK972的一種或兩種的混合物。
為了使得片狀模塑料呈現不同的顏色，可以在制備過程中加入各種顏料糊。
本發明還提供一種連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料及其制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
a、將不飽和聚酯樹脂、低收縮劑、苯乙烯、非輕質填料、輕質填料、引發劑、阻聚劑、內脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進行充分攪拌混合得到樹脂糊；
b、將增稠劑與載體樹脂混合，得到增稠劑糊；
c、將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；
d、將片材在一定溫度下放置熟化，待壓入硬度達到一定范圍后，即得到連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：1、由于使用連續定向玻璃纖維配合部分短切玻璃纖維進行增強，所得片狀模塑料相比常規的全部使用短切玻璃纖維增強的片狀模塑料，在力學性能上有顯著提高；2、由于配方的優化，所得片狀模塑料可在常規產品密度范圍（1.8-1.9 g/cm3）基礎上實現10-25%的下降，從而實現材料強度不損失前提下的重量輕量化，因而可更好地滿足汽車等軌道交通領域對提高燃油經濟性的需要。
具體實施方式
下面通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。
實施例。
本實施例連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料的配方包含如下質量份的物質：不飽和聚酯樹脂15-30份，低收縮劑10-20份，苯乙烯1-6份，非輕質填料15-25份，輕質填料5-15份，玻璃纖維20-40份，引發劑0.1-1份，阻聚劑0.02-0.3份，增稠劑0.2-1份，內脫模劑0.2-2.0份，加工助劑0.1-1.0份。
本實施例中的不飽和聚酯樹脂為鄰苯樹脂、間苯樹脂、對苯樹脂或乙烯基樹脂的一種或任意兩種的混合。
本實施例中的低收縮劑樹脂為聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯或飽和聚酯的一種或任意幾種的混合。
本實施例中的非輕質填料為碳酸鈣、氫氧化鋁的一種或任意兩種的混合。
本實施例中的輕質填料為中空玻璃微珠。
本實施例中的玻璃纖維為無堿連續玻璃纖維與短切長度12-30 mm的短纖維的混合物，混合比例為：1:6-6:1。
本實施例中的引發劑為過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）或叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）中的一種。
本實施例中的阻聚劑為對苯醌。
本實施例中的增稠劑為氧化鎂或氫氧化鎂的一種或兩種的混合物。
本實施例中的內脫模劑為硬脂酸鋅或硬脂酸鈣的一種或兩種的混合物；加工助劑為德國畢克化學生產的BYK996或BYK972的一種或兩種的混合物。
本實施例還提供了連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料的制備方法，包括以下步驟：
a、將不飽和聚酯樹脂、低收縮劑、苯乙烯、非輕質填料、輕質填料、引發劑、阻聚劑、內脫模劑和加工助劑等按照一定比例稱取，進行充分攪拌混合得到樹脂糊；
b、將增稠劑與載體樹脂混合，得到增稠劑糊；
c、將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；
d、將片材在一定溫度下放置熟化，待壓入硬度達到一定范圍后，即得到連續定向玻璃纖維增強輕質片狀模塑料。
實施例1：
準備間苯樹脂25 kg，聚苯乙烯13 kg，苯乙烯1.1 kg，碳酸鈣19.5 kg，中空玻璃微珠8 kg，玻璃纖維28 kg（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）0.3 kg，對苯醌粉末0.04 kg，氧化鎂粉末0.4 kg，硬脂酸鋅1.2 kg，BYK996助劑0.16 kg，BYK972助劑0.54 kg。
將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為78 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強輕質片狀模塑料。
實施例2：
準備準備乙烯基酯樹脂30 kg，聚醋酸乙烯酯15.6 kg，苯乙烯1.3 kg，碳酸鈣18 kg，中空玻璃微珠13.2 kg，玻璃纖維33.6 kg（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），過氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）0.4 kg，對苯醌粉末0.05 kg，氧化鎂粉末0.5 kg，硬脂酸鋅1.4 kg，BYK996助劑0.20 kg，BYK972助劑0.65 kg。
將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為52 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強輕質片狀模塑料。
實施例3：
準備鄰苯樹脂32.5 kg，聚苯乙烯16.9 kg，苯乙烯1.4 kg，氫氧化鋁30 kg，中空玻璃微珠7.8 kg，玻璃纖維36.4 kg（連續定向纖維與25mm短切纖維用量比為5:1），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）0.4 kg，對苯醌粉末0.03 kg，氧化鎂粉末0.52 kg，硬脂酸鋅1.6 kg，BYK996助劑0.21 kg，BYK972助劑0.7 kg。
將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為92 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到連續定向纖維增強輕質片狀模塑料。
比較例：
準備鄰苯樹脂32.5 kg，聚苯乙烯16.9 kg，苯乙烯1.4 kg，碳酸鈣69 kg，玻璃纖維36.4 kg（全部為25mm短切纖維），叔丁過氧化碳酸異丙酯（BIC-75）0.4 kg，對苯醌粉末0.03 kg，氧化鎂粉末0.52 kg，硬脂酸鋅1.6 kg，BYK996助劑0.5 kg，BYK972助劑0.7 kg。
將以上除增稠劑糊外的物料等以一定比例稱取，進行充分混合得到樹脂糊，樹脂糊粘度約為140 P；將樹脂糊和增稠劑糊同時通過片狀模塑料生產機組的在線混合系統混合，再與連續定向玻璃纖維及短切玻璃纖維復合后、經過浸漬和壓實過程得到片材；將片材在40℃下放置熟化，待壓入硬度達到350-450后，即得到短切纖維增強的常規片狀模塑料。
將實施例1-3以及比較例制備的片狀模塑料按照GB/T 1447、GB/T 1449、GB/T 1451、GB/T 1463規定分別制樣，并測試其拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度與密度。其結果如下：
可以看出，使用連續定向纖維增強的片狀模塑料（實施例1-實施例3），在密度明顯低于全短切纖維增強的常規片狀模塑料（比較例）的前提下，力學性能均有明顯的提高。
在以上各個實施例中，為了使得片狀模塑料呈現不同的顏色，可以在制備過程中加入各種顏料糊。
通過上述闡述，本領域的技術人員已能實施。
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明。凡依據本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。