CN103273660A - 经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料及其成型方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及长纤维增强热塑性复合材料及其成型方法及其应用，复合材料包括基体和面层，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种热塑性材料浸渍的玻璃纤维毡面层，面层加热至熔融状态与同是熔融状态的基体材料模压而交联成一体。其制造过程，将面层加热到熔融状态后放入模压设备模腔，同时基体热塑性材料与玻纤均匀混合后输送到模压设备模腔，并放置在熔融状态的玻璃纤维毡的上方，模压成型。该工艺材料可应用于建筑模板制造。本发明通过在面层设置经纬分布的玻璃纤维毡并与LFT-D基体融合形成整体，改善了LFT-D工艺用于增强热塑性复合材料的长纤维的排布的有序性，应用于建筑模板制造，压制成型制品的机械性能有大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种长纤维增强热塑性复合材料，特别是一种经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料及其成型方法及其应用。
背景技术
长纤维增强热塑性复合材料英文简称为：LFT-D，英文全称为：Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct。长纤维增强热塑性材料，是和普通的纤维增强热塑性材料相比较而言的。采用最多的基体树脂是PP、其次是PA、也有使用PBT、PPS、SAN等树脂的。这种材料的成型过程是：将聚合物基体颗粒(主要是PP)和添加剂输送到重力混合计量单元中，根据部件的机械性能要求进行材料的混配。经混配好的原料再被送入双螺杆挤出机中进行塑化，熔融的混合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，该聚合物薄膜直接被送入到双螺杆混炼挤塑机的开口处。此时，玻璃纤维粗纱通过特别设计的粗纱架，在经过预热、分散等程序后被引入到聚合物薄膜的顶端与薄膜汇合一同进入到双螺杆挤塑机中，由螺杆切割粗纱，并把它们柔和地混合到预熔的聚合物当中，然后直接送入压制模具中成型或者推压进注射模具成型。在这个过程中，由于用于增强热塑性复合材料的长纤维的随机排布，导致压制成型制品的机械性能尤其是抗冲击性能有所降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种机械性能尤其是抗冲击性能较强的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料及其成型方法及其应用。
本发明的目的是通过以下途径来实现的。
经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其组成要点在于，包括基体和面层，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料的模压而交联成一体。
这样，面层的经纬分布的玻璃纤维毡和LFT-D基体形成有机整体，提高了长纤维增强热塑性复合材料机械性能。
相容的热塑性材料保证了基体与面层结合界面的相容。
经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料成型方法，其组成要点在于，包括如下步骤，
[1]提供LFT-D成型工艺所需的玻纤切割机、螺杆混配机、螺杆挤出机以及基体热塑性材料、玻璃纤维等，提供加热设备、模压设备和采用与LFT-D基体材料相容的热塑性材料浸渍的经纬分布的玻璃纤维毡面层，
[2]将玻璃纤维毡面层送入加热设备加热到熔融状态后放入模压设备模腔，
[3]基体热塑性材料与玻纤切割机切割的玻纤与在螺杆混配机均匀混合后输送到模压设备模腔，并放置在熔融状态的玻璃纤维毡的上方，
[4]模压设备合模压制成型，玻璃纤维毡面层与LFT-D基体交联融合形成整体。
[5]模压设备脱模完成制品成型过程，
上述加热温度高于热塑性材料浸渍材料的可塑性变形点，低于热塑性材料的***裂解点。
经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，其组成要点在于，将经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料作为建筑模板的材料，该经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料包括基体和面层，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料在建筑模板的模腔中的模压而交联成一体并模压成建筑模板成品。
本发明的目的还可以通过以下途径来实现。
所述面层可以是位于基体一侧面的面层，但最好是位于基体两侧面的面层。
面层中相容的热塑性材料最好是与基体中的热塑性材料相同。
上述面层中相容的热塑性材料以及基体中的热塑性材料最好是一种改性PP塑料。
本发明相比现有技术具有如下优点：通过在面层设置经纬分布的玻璃纤维毡并与LFT-D基体融合形成整体，改善了LFT-D工艺用于增强热塑性复合材料的长纤维的排布的有序性，压制成型制品的机械性能有大幅度提高。
附图说明
图1为利用长纤维增强热塑性复合材料制造的建筑模板示意图。
图2为长纤维增强热塑性复合材料的成型方法的工艺流程图。
图中 1.基体 2.面层。
具体实施方式
最佳实施例：
如图1，经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，包括基体1和面层2，基体1是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层2是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料的模压而交联成一体。
这样，面层的经纬分布的玻璃纤维毡和LFT-D基体形成有机整体，提高了长纤维增强热塑性复合材料机械性能。相容的热塑性材料保证了基体与面层结合界面的相容。
参照图2，经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料成型方法，包括如下步骤，
[1]提供LFT-D成型工艺所需的玻纤切割机、螺杆混配机、螺杆挤出机以及基体热塑性材料、玻璃纤维等，提供加热设备、模压设备和采用与LFT-D基体材料相容的热塑性材料浸渍的经纬分布的玻璃纤维毡面层，
[2]将玻璃纤维毡面层送入加热设备加热到熔融状态后放入模压设备模腔，
[3]基体热塑性材料与玻纤切割机切割的玻纤与在螺杆混配机均匀混合后输送到模压设备模腔，并放置在熔融状态的玻璃纤维毡的上方，
[4]模压设备合模压制成型，玻璃纤维毡面层与LFT-D基体交联融合形成整体。
[5]模压设备脱模完成制品成型过程，
上述加热温度高于热塑性材料浸渍材料的可塑性变形点，低于热塑性材料的***裂解点。
经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，将经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料作为建筑模板的材料，该经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料包括基体和面层，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料在建筑模板的模腔中的模压而交联成一体并模压成建筑模板成品。
以上所述面层是位于基体一侧面的面层2。面层2中相容的热塑性材料是与基体1中的热塑性材料相同，且均为一种改性PP塑料。
本实施例未述部分与现有技术相同。
Claims (12)
1.经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，包括基体（1）和面层(2)，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料的模压而交联成一体。
2.根据权利要求 1所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，所述面层(2)或是位于基体一侧面的面层，或是位于基体两侧面的面层。
3.根据权利要求 1所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，面层中相容的热塑性材料是与基体中的热塑性材料相同。
4. 根据权利要求 1所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，上述面层中相容的热塑性材料以及基体中的热塑性材料是一种改性PP塑料。
5.经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料成型方法，其特征在于，包括如下步骤，
[1]提供LFT-D成型工艺所需的玻纤切割机、螺杆混配机、螺杆挤出机以及基体热塑性材料、玻璃纤维等，提供加热设备、模压设备和采用与LFT-D基体材料相容的热塑性材料浸渍的经纬分布的玻璃纤维毡面层，
[2]将玻璃纤维毡面层送入加热设备加热到熔融状态后放入模压设备模腔，
[3]基体热塑性材料与玻纤切割机切割的玻纤与在螺杆混配机均匀混合后输送到模压设备模腔，并放置在熔融状态的玻璃纤维毡的上方，
[4]模压设备合模压制成型，玻璃纤维毡面层与LFT-D基体交联融合形成整体，
[5]模压设备脱模完成制品成型过程，
上述加热温度高于热塑性材料浸渍材料的可塑性变形点，低于热塑性材料的***裂解点。
6.根据权利要求 5所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，所述面层或是位于基体一侧面的面层，或是位于基体两侧面的面层。
7.根据权利要求 5所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，面层中相容的热塑性材料是与基体中的热塑性材料相同。
8. 根据权利要求 1所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料，其特征在于，上述面层中相容的热塑性材料以及基体中的热塑性材料是一种改性PP塑料。
9.经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，其特征在于，将经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料作为建筑模板的材料，该经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料包括基体和面层，基体是一种长纤维增强热塑性复合材料，面层是一种经纬分布玻璃纤维的玻璃纤维毡面层，其中的玻璃纤维浸渍包裹有与基体材料相容的热塑性材料，藉着加热后而熔融状态的面层与同是熔融状态的基体材料在建筑模板的模腔中的模压而交联成一体并模压成建筑模板成品。
10.根据权利要求9所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，其特征在于，所述面层或是位于基体一侧面的面层，或是位于基体两侧面的面层。
11.根据权利要求9所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，其特征在于，面层中相容的热塑性材料是与基体中的热塑性材料相同。
12.根据权利要求9所述的经纬玻纤面层长纤维增强热塑性复合材料的应用，其特征在于，上述面层中相容的热塑性材料以及基体中的热塑性材料是一种改性PP塑料。
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