專利名稱：團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合片材，特別是涉及一種團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外無(wú)論是干法工藝還是濕法工藝制備的纖維熱塑性復(fù)合片材，如麻纖維復(fù)合板材、PP玻纖復(fù)合板材等，由于其工藝的特點(diǎn)，使得片材的基體中纖維取向較強(qiáng)，影響板材的力學(xué)指標(biāo)及性能。干法工藝采用非紡織工藝的梳理、鋪網(wǎng)、針刺工藝，它是將增強(qiáng)纖維與熱熔纖維經(jīng)混合后，通過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪網(wǎng)、針刺等制備成針刺氈，針刺基氈經(jīng)烘焙、復(fù)合、定型制備成纖維熱塑性復(fù)合片材，片材基體由多層單纖網(wǎng)鋪設(shè)組成，纖維方向性較強(qiáng)， 針刺固網(wǎng)對(duì)纖維的損傷較大，使得復(fù)合板材的縱橫向強(qiáng)度比值均大于1 1.5，梳理針刺纖維基氈均勻性較差，造成片材不勻率均在4% 7% ；濕法工藝的片材基體制備是通過(guò)改進(jìn)了的造紙工藝制造，它用泡沫代替?zhèn)鹘y(tǒng)淤漿中的水，通常淤漿起著攜帶纖維及將礦物填料形成纖維基氈，纖維基氈經(jīng)排濕、烘焙、復(fù)合、定型制備成復(fù)合板材，片材基體同樣由多層單纖網(wǎng)疊加組成，纖維受液態(tài)流動(dòng)的影響方向性較強(qiáng)，導(dǎo)致濕法工藝復(fù)合板材纖維的縱橫向強(qiáng)度比值均大于1 2.2。由于上述熱塑性復(fù)合片材工藝特點(diǎn)，片材中纖網(wǎng)由多層單纖網(wǎng)鋪設(shè)和疊加組成， 纖維不具各向同性，使得片材縱橫向強(qiáng)度比值差異較大、片材抗剪切力較差，目前對(duì)高拉伸飾件仍然是靠增加材料單位面積克重來(lái)實(shí)現(xiàn)，輕質(zhì)的減料效果不顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抗剪性能提高，各個(gè)方向的抗拉和抗彎力學(xué)性能強(qiáng)，膨化率高，密度低，質(zhì)量強(qiáng)度高的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，包括片材上表面層、中間纖維與混合粉末基體層和片材下表面層，所述的中間纖維與混合粉末基體層是采用如下步驟生產(chǎn)方法的定長(zhǎng)的纖維絲在輸送氣流的作用下經(jīng)由輸送管道進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室的噴射口，受到輸送氣流、上升分散氣流、以及多組側(cè)向攪拌分切氣流的相互剪切作用后，使進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室的纖維絲得到充分分散形成團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲； 同時(shí)，團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲與噴入的混合粉末達(dá)到均勻混合和粘附；團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲受上升氣流和側(cè)向攪拌分切氣流形成流場(chǎng)的作用，連續(xù)不斷地通過(guò)輸送管道輸送至混合沉降室，粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末在重力和流場(chǎng)的作用下飄落于成網(wǎng)沉降斗，成網(wǎng)沉降斗將粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末均勻的沉降在成網(wǎng)運(yùn)輸帶上，連續(xù)不斷沉降的粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲和混合粉末形成了多層疊加的雜亂無(wú)序的三維團(tuán)簇狀纖維胚氈，即一定寬度、厚度、均勻的團(tuán)簇狀纖維與混合粉末基體層。所述的混合粉末是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土或阻燃劑填料。
所述的無(wú)捻纖維粗紗是碳纖維、玻璃纖維、麻纖維或木纖維。所述的纖維長(zhǎng)度為IOmm 150mm。所述的中間纖維與混合粉末基體層中，團(tuán)簇狀纖維與混合粉末的質(zhì)量比例為 50 65 50 35。采用上述技術(shù)方案的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，片材纖維分散、成網(wǎng)是采用氣動(dòng)攪拌分散、混合、沉降成網(wǎng)工藝裝置完成，它將連續(xù)纖維經(jīng)松解、分散、剪切定長(zhǎng)，剪切后的纖維在輸送氣流的作用下進(jìn)入氣動(dòng)分散混合室，進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室的纖維受上升氣流和流場(chǎng)作用逐步進(jìn)入分散攪拌區(qū)域，隨流場(chǎng)通過(guò)分散攪拌區(qū)域的纖維束，同時(shí)受多組順時(shí)針?lè)较蚝湍驷樂(lè)较蚍智行D(zhuǎn)氣流的分切作用，使得纖維束在分散攪拌區(qū)域得到逐步分散成彎曲的單纖維和卷曲的團(tuán)簇狀纖維，纖維束攪拌分散的同時(shí)在靜電的作用下粘附部分混合粉末，分散粘附后的團(tuán)簇狀纖維在流場(chǎng)的作用下，被連續(xù)輸送至混合成網(wǎng)室，進(jìn)入到混合成網(wǎng)室的粘附的團(tuán)簇狀纖維及混合粉末，由于受流場(chǎng)和白重作用進(jìn)入靜電粉末霧化區(qū)域， 混合粉末在噴粉氣流和靜電的作用下形成靜電粉末霧化區(qū)域，使通過(guò)該區(qū)域的團(tuán)簇狀纖維表面進(jìn)一步均勻粘附混合粉末，均勻混合粘附后的團(tuán)簇狀纖維與混合粉末隨氣流及白重沉降于成網(wǎng)簾，連續(xù)不斷沉降的纖維和聚丙烯粉末形成了雜亂的無(wú)序團(tuán)簇狀纖網(wǎng)，多層連續(xù)團(tuán)簇狀纖網(wǎng)的疊加形成了雜亂無(wú)序的三維團(tuán)簇狀纖維與混合粉末基體層，雜亂無(wú)序的三維團(tuán)簇狀中間纖維與混合粉末基體層經(jīng)烘烤、定型后制備成團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于片材中長(zhǎng)纖維以團(tuán)簇狀形式存在熱塑性片材中，其成型方式是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，不像傳統(tǒng)產(chǎn)品由多層鋪設(shè)組成，在橫向外力作用時(shí)，不存在脫層、層間隙、 層與層錯(cuò)位等現(xiàn)象，故其抗剪性能優(yōu)越于同類產(chǎn)品；其次纖維存在形式具有各向同性，故其各個(gè)方向的抗拉和抗彎力學(xué)性能優(yōu)越于同類產(chǎn)品，減少縱橫向強(qiáng)度比值；另聚丙烯PP混合粉末可依據(jù)片材的市場(chǎng)需求，進(jìn)行改性及阻燃等處理，滿足纖維片材的特性需求，且胚氈中纖維未受機(jī)械固網(wǎng)的損傷，提高纖維復(fù)合板材的力學(xué)強(qiáng)度、膨化率。用該團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片制備的汽車車內(nèi)飾件和建筑吸音裝飾件，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、膨化率高、板材縱橫向強(qiáng)度比值小、吸音、隔熱、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，本發(fā)明是一種抗剪性能提高，各個(gè)方向的抗拉和抗彎力學(xué)性能強(qiáng)，膨化率高，密度低，質(zhì)量強(qiáng)度高且具有輕質(zhì)、耐潮濕、無(wú)毒、無(wú)害的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材。


圖1是制作團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材設(shè)備整體圖。圖2是氣動(dòng)分散-混合-靜電粘附、沉降成網(wǎng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是沿圖2中A-A線剖示圖。圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的50倍金相圖片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。由圖1、圖2和圖3可見(jiàn)，纖維分散、靜電、剪切裝置結(jié)構(gòu)是金屬導(dǎo)輪和膠輪1、刺輥2、導(dǎo)向輪3和剪切刀輪4依次排列后對(duì)接錐斗5，錐斗5對(duì)接輸送管道6 ；
氣動(dòng)分散-混合-靜電粘附、拋撒、沉降成網(wǎng)裝置包括一個(gè)底部為錐型的浮動(dòng)分散氣流分布和靜電分布的裝置，其內(nèi)錐斗10設(shè)有均布的上升分散氣流噴口 12和4組靜電噴嘴13，內(nèi)錐斗10設(shè)有噴射口 11，噴射口 11對(duì)接有噴射氣流入口 7和輸送管道6，外錐斗 9設(shè)有浮動(dòng)氣流的進(jìn)口 8;一個(gè)與外錐斗9連接的氣動(dòng)分散混合室17，氣動(dòng)分散混合室17設(shè)有攪拌氣流外筒16，攪拌氣流外筒16設(shè)有側(cè)向攪拌分切氣流入口 18，氣動(dòng)分散混合室17設(shè)有順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15，順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15各分別由四 六組組成，順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15不在同一個(gè)平面內(nèi)，在氣動(dòng)分散混合室17的軸向上交替設(shè)置，順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15沿氣動(dòng)分散混合室17的筒體軸向的夾角為75 85度，筒體圓周切向夾角為55 85度；一個(gè)與氣動(dòng)分散混合室17連接的輸送通道21，浮動(dòng)氣板20沿輸送通道21的底部弧線設(shè)置，且沿物料輸送方向有8 20度夾角均布的浮動(dòng)氣孔，由浮動(dòng)氣板20設(shè)有浮動(dòng)氣流入口 19 ；一個(gè)與輸送通道21另一端連接的沉降混合室23，沉降混合室23設(shè)有四組靜電噴粉噴口 22，底部為成網(wǎng)沉降斗M。成網(wǎng)沉降斗M出口對(duì)接成網(wǎng)運(yùn)輸帶25，成網(wǎng)運(yùn)輸帶25前端對(duì)接有第一無(wú)紡布輥輪觀，成網(wǎng)運(yùn)輸帶25上在每個(gè)成網(wǎng)沉降斗M后設(shè)有輥輪沈，成網(wǎng)運(yùn)輸帶25后端對(duì)接有撒粉裝置27、高溫烘烤裝置四、膠膜輥輪30、第二無(wú)紡布輥輪34、復(fù)合輥31、冷卻輥32和裁剪刀33。參見(jiàn)圖4和圖5，團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材包括片材上表面層37、中間纖維與混合粉末基體層35和片材下表面層36，中間纖維與混合粉末基體層35是采用如下步驟生產(chǎn)方法(1)、纖維分散、靜電、剪切在無(wú)捻纖維粗紗通過(guò)金屬導(dǎo)輪和膠輪1碾壓的同時(shí)使其帶上靜電荷50 110KV，帶有靜電荷的纖維束通過(guò)刺輥2梳針梳理，由于受金屬與膠輥 1的碾壓和刺輥2的梳理，纖維束的單絲間進(jìn)一步產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)、松解、分散，分散后的纖維束和單絲通過(guò)導(dǎo)向輪3進(jìn)入剪切刀輪4后，被剪切成為長(zhǎng)度為IOmm 150mm的纖維絲，剪切后的纖維束落入到錐斗5中，噴射氣流入口 7通入流量為5 20m3/h的輸送氣流，此時(shí)纖維束由于受到輸送氣流的負(fù)壓作用被帶入輸送管道6 ；(2)、氣動(dòng)分散-混合-靜電粘附剪切后的纖維絲在輸送氣流的作用下經(jīng)由輸送管道6進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室17的噴射口 11，受到輸送氣流、上升分散氣流噴口 12的上升分散氣流、以及多組順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15噴射的側(cè)向攪拌分切氣流的相互剪切作用后，使進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室17的纖維束得到充分分散形成團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲，上升分散氣流噴口 12的上升分散氣流的流量為 20 100mvh，順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15的側(cè)向攪拌分切氣流的流量為40 120m3/h ；同時(shí)，分散的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲與4組靜電噴嘴 13噴入靜電荷50 110KV的粒徑為75 μ m 500 μ m的混合粉末在靜電場(chǎng)的作用下達(dá)到均勻混合和粘附，纖維絲與混合粉末的質(zhì)量比例為70 80 20 30;分散、混合、粘附后的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲受上升氣流和側(cè)向攪拌分切氣流形成流場(chǎng)的作用，連續(xù)不斷地通過(guò)輸送通道21輸送至混合沉降室23，輸送通道21下部設(shè)有的浮動(dòng)氣板20提供浮動(dòng)氣體對(duì)輸送通道21內(nèi)的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲提供浮動(dòng)動(dòng)力，浮動(dòng)氣板20的氣流的流量為10 60m3/h ；(3)、混合沉降成網(wǎng)團(tuán)簇狀纖維及纖維單絲進(jìn)入混合沉降室23后由四組靜電噴粉噴口 22進(jìn)行靜電噴混合粉末，使其進(jìn)一步粘附一定量的混合粉末，纖維單絲與混合粉末的質(zhì)量比例為陽(yáng) 70 30 45;粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末在重力和流場(chǎng)的作用下飄落于成網(wǎng)沉降斗對(duì)，成網(wǎng)沉降斗M將粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末均勻的沉降在成網(wǎng)運(yùn)輸帶25上，連續(xù)不斷沉降的粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲和混合粉末形成了多層疊加的雜亂無(wú)序的三維團(tuán)簇狀纖維網(wǎng)， 即一定寬度、厚度、均勻的團(tuán)簇狀纖維與混合粉末基體層35 ；(4)、基氈撒粉均勻團(tuán)簇狀纖維與混合粉末基體層35經(jīng)輥輪沈定型后通過(guò)撒粉裝置27撒粉處理基氈表面，使其表面形成25g/m2 45g/m2混合粉末層，以改善板材表面的平整度，提高復(fù)合板材的強(qiáng)度質(zhì)量及表觀質(zhì)量；(5)、烘烤復(fù)合定型將步驟⑷形成的基氈經(jīng)過(guò)高溫烘烤裝置四完成排濕、軟化、 熔融、塑化；塑化后的基氈經(jīng)復(fù)合輥31、冷卻輥32復(fù)合定型；然后完成板材的無(wú)紡布輥輪觀提供的無(wú)紡布、膠膜輥輪30提供的膠膜的復(fù)合、裁剪刀33的剪切，形成具有一定強(qiáng)度、厚度連續(xù)的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，即團(tuán)簇狀玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材。上述的混合粉末是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土或阻燃劑填料。上述的無(wú)捻纖維粗紗是碳纖維、玻璃纖維、麻纖維或木纖維。本工藝中無(wú)捻粗紗玻璃纖維束通過(guò)該裝置的金屬導(dǎo)輪和膠輪1、刺輥2、導(dǎo)向輪3、 剪切刀輪4，處理成為有一定松散、定長(zhǎng)的纖維束和單絲，切斷的纖維束和單絲由輸送氣流經(jīng)輸送管道6和噴射口 11至氣動(dòng)分散混合室17內(nèi)；纖維束和單絲在輸送氣流、上升分散氣流、順時(shí)針和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流、及靜電混合粉末氣流的作用下，完成了纖維束的充分分散形成團(tuán)簇狀纖維，并且達(dá)到纖維單絲與靜電混合粉末的混合粘附；混合粘附的玻璃纖維絲經(jīng)輸送通道21送至到混合沉降室23，混合粘附的團(tuán)簇狀纖維和纖維絲通過(guò)靜電噴粉，使其進(jìn)步粘附一定量的靜電混合粉末，粘附靜電混合粉末纖維單絲及靜電混合粉末，在重力和氣流流場(chǎng)的作用下地飄落于成網(wǎng)沉降斗對(duì)，成網(wǎng)沉降斗M將混合的纖維絲及混合粉末均勻的沉降在成網(wǎng)運(yùn)輸帶25上，依據(jù)產(chǎn)品的工藝技術(shù)要求，由不同數(shù)量氣動(dòng)分散成網(wǎng)裝置的組合形式，制成一定寬度、厚度、面密度的纖維無(wú)序紊亂的團(tuán)簇狀纖維、纖維單絲、混合粉末基氈；基氈經(jīng)過(guò)定型、撒粉、無(wú)紡布、烘烤、膠膜、復(fù)合定型、冷卻定型、剪切裝置，完成軟化、熔融、膠膜、無(wú)紡布的復(fù)合和板材的定型、冷卻、固化、剪切等工序，制備成具有一定強(qiáng)度、厚度連續(xù)的團(tuán)簇狀玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材。本發(fā)明與現(xiàn)有工藝相比，由于片材中長(zhǎng)纖維以團(tuán)簇狀形式存在熱塑性片材中，其成型方式是一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，不像傳統(tǒng)產(chǎn)品由多層鋪設(shè)組成，在橫向外力作用時(shí)，不存在脫層、層間隙、層與層錯(cuò)位等現(xiàn)象，故其抗剪性能優(yōu)越于同類產(chǎn)品；其次纖維存在形式具有各向同性，故其各個(gè)方向的抗拉和抗彎力學(xué)性能優(yōu)越于同類產(chǎn)品，減少縱橫向強(qiáng)度比值；另混合粉末可依據(jù)片材的市場(chǎng)需求，進(jìn)行改性及阻燃等處理，滿足纖維片材的特性需求，且胚氈中纖維未受機(jī)械固網(wǎng)的損傷，還可以通過(guò)調(diào)整每組氣動(dòng)攪拌分散-成網(wǎng)裝置的纖維與混合粉末的比例，形成板材的夾心結(jié)構(gòu)的組合，提高板材的膨化率，降低密度，增加板材的質(zhì)量， 同時(shí)該工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，能耗低，環(huán)保且易形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。采用本工藝制備的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材，經(jīng)測(cè)試，該輕質(zhì)板材拉伸強(qiáng)度、 拉伸模量、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等物理指標(biāo)優(yōu)越。以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1 氣動(dòng)分散混合室17的直徑尺寸為800mm，輸送管道6直徑為Φ20πιπι、上升分散氣流噴口 12直徑Φ 15mm、順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15的直徑均為Φ 10mm。備料無(wú)堿玻璃纖維2400tex (無(wú)捻粗紗，密度2. 35g/cm3、直徑13 μ m)，玻璃纖維束剪切長(zhǎng)度為50 75mm，145#PP粉(密度0. 91g/cm3、80目)，膠面采用PP膜55g/m2，無(wú)紡布采用復(fù)合有PE膠面的水刺無(wú)紡布100g/m2 (其中PE膜45g/m2、PET水刺無(wú)紡布55g/m2)。玻纖輸送氣流速度為4m/s，上升分散氣流速度為3m/s，側(cè)向攪拌分切氣流的速度為 2. 0m/so由沉降成網(wǎng)裝置制成的雜亂無(wú)序三維排列的均勻基氈，基氈經(jīng)過(guò)撒粉、無(wú)紡布、 烘烤、膠膜復(fù)合、復(fù)合輥、冷卻定型、剪切等裝置，完成軟化、熔融、膠膜、無(wú)紡布的復(fù)合和板材的定型、冷卻、固化、剪切等工序，制備成的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材，板材面密度 1570g/m2、板材密度0. 69g/cm3、板材厚度δ 3. 2mm，經(jīng)測(cè)試，板材拉伸強(qiáng)度13. 72Mpa、彎曲強(qiáng)度10. 97Mpa、斷裂伸長(zhǎng)率3.12%。實(shí)施例2 氣動(dòng)分散混合室17的直徑尺寸為600mm，輸送管道6直徑為Φ 18mm、上升分散氣流噴口 12直徑Φ 15mm、順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15的直徑均為Φ 10mm。備料無(wú)堿玻璃纖維2400tex (無(wú)捻粗紗，密度2. 35g/cm3、直徑13 μ m)，玻璃纖維束剪切長(zhǎng)度為50 75mm，145#PP粉(密度0. 91g/cm3、80目)，聚乙烯(PE)粉(密度0. 95g/ cm3、60目)，膠面采用PP膜55g/m2，無(wú)紡布采用針刺無(wú)紡布80g/m2。玻纖輸送氣流速度為5m/s，上升分散氣流速度為4m/s，側(cè)向攪拌分切氣流的速度為 3m/sο由沉降成網(wǎng)裝置制成的雜亂無(wú)序三維排列的均勻基氈，基氈經(jīng)過(guò)撒粉、無(wú)紡布、 烘烤、膠膜復(fù)合、復(fù)合輥、冷卻定型、剪切等裝置，完成軟化、熔融、膠膜、無(wú)紡布的復(fù)合和板材的定型、冷卻、固化、剪切等工序，制備成的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材，板材面密度 1550g/m2、板材密度0. 62g/cm3、板材厚度δ 3. 0mm，經(jīng)測(cè)試，板材拉伸強(qiáng)度14. 78Mpa、彎曲強(qiáng)度12. 68Mpa、斷裂伸長(zhǎng)率2. 96 %。實(shí)施例3 氣動(dòng)分散混合室17的直徑尺寸為500mm，玻纖輸送管道直徑為Φ25πιπι、上升分散氣流噴口 12的直徑Φ 15mm、順時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 14和逆時(shí)針側(cè)向攪拌分切氣流噴口 15的直徑均為Φ 8mm。備料無(wú)堿玻璃纖維2400tex (無(wú)捻粗紗，密度2. 35g/cm3、直徑13 μ m)，玻璃纖維束剪切長(zhǎng)度為70 75mm，145#PP粉(密度0. 91g/cm3、80目)，聚乙烯(PE)粉(密度0. 95g/cm3、60目)，膠面采用PP膜55g/m2，無(wú)紡布采用針刺無(wú)紡布80g/m2。玻纖輸送氣流速度為3. 5m/s，上升分散氣流速度為3m/s，側(cè)向攪拌分切氣流的速度為 2. 5m/s。由沉降成網(wǎng)裝置制成的雜亂無(wú)序三維排列的均勻基氈，基氈經(jīng)過(guò)撒粉、無(wú)紡布、 烘烤、膠膜復(fù)合、復(fù)合輥、冷卻定型、剪切等裝置，完成軟化、熔融、膠膜、無(wú)紡布的復(fù)合和板材的定型、冷卻、固化、剪切等工序，制備成的玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合板材，板材面密度 1620g/m2、板材密度0. 58g/cm3、板材厚度δ 3. 5mm，經(jīng)測(cè)試，板材拉伸強(qiáng)度15. 16Mpa、彎曲強(qiáng)度12. 83Mpa、斷裂伸長(zhǎng)率3. 76 %。實(shí)施例4 備料無(wú)堿玻璃纖維MOOt ex (無(wú)捻粗紗，密度2. 35g/cm3、直徑13 μ m)，玻璃纖維束剪切長(zhǎng)度為60mm，145#聚丙烯PP粉(密度0. 91g/cm3、80目)，玻纖與PP粉末的質(zhì)量比例為65 35。本發(fā)明團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材面密度1570g/m2、板材密度0. 67g/cm3、板材厚度δ 3. 2mm，經(jīng)測(cè)試，板材橫向彎曲強(qiáng)度13. 08Mpa、板材縱向拉伸強(qiáng)度12. 65Mpa ；板材橫向彎曲強(qiáng)度8. lOMpa、板材縱向彎曲強(qiáng)度9. OSMpa ；板材烘焙后膨化率520%。實(shí)施例5 備料無(wú)堿玻璃纖維MOOtex (無(wú)捻粗紗，密度2. 35g/cm3、直徑13 μ m)，玻璃纖維束剪切長(zhǎng)度為55mm，145#PP粉(密度0. 91g/cm3、80目)，玻纖與PP粉末的質(zhì)量比例為 63 37。本發(fā)明團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材面密度1550g/m2、板材密度0. 72g/cm3、板材厚度δ 3. Omm，經(jīng)測(cè)試，板材橫向彎曲強(qiáng)度13. 78Mpa、板材縱向拉伸強(qiáng)度12. 67Mpa ；板材橫向彎曲強(qiáng)度11. 40Mpa、板材縱向彎曲強(qiáng)度10. 97Mpa ；板材烘焙后膨化率580%。
權(quán)利要求
1.一種團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，包括片材上表面層(37)、中間纖維與混合粉末基體層(3 和片材下表面層(36)，其特征是所述的中間纖維與混合粉末基體層(3 是采用如下步驟生產(chǎn)方法的定長(zhǎng)的纖維絲在輸送氣流的作用下經(jīng)由輸送管道進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室的噴射口，受到輸送氣流、上升分散氣流、以及多組側(cè)向攪拌分切氣流的相互剪切作用后，使進(jìn)入到氣動(dòng)分散混合室的纖維絲得到充分分散形成團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲；同時(shí)， 團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲與噴入的混合粉末達(dá)到均勻混合和粘附；團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲受上升氣流和側(cè)向攪拌分切氣流形成流場(chǎng)的作用，連續(xù)不斷地通過(guò)輸送管道輸送至混合沉降室，粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末在重力和流場(chǎng)的作用下飄落于成網(wǎng)沉降斗，成網(wǎng)沉降斗將粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲及混合粉末均勻的沉降在成網(wǎng)運(yùn)輸帶上，連續(xù)不斷沉降的粘附有混合粉末的團(tuán)簇狀纖維和纖維單絲和混合粉末形成了多層疊加的雜亂無(wú)序的三維團(tuán)簇狀纖維胚氈，即一定寬度、厚度、均勻的團(tuán)簇狀纖維與混合粉末基體層(35)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，其特征是所述的混合粉末是聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、碳酸鈣、滑石粉、高嶺土或阻燃劑填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，其特征是所述的無(wú)捻纖維粗紗是碳纖維、玻璃纖維、麻纖維或木纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，其特征是所述的纖維長(zhǎng)度為 IOmm 150mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，其特征是所述的中間纖維與混合粉末基體層中，團(tuán)簇狀纖維與混合粉末的質(zhì)量比例為50 65 50 35。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材，包括片材上表面層(37)、中間纖維與混合粉末基體層(35)和片材下表面層(36)，所述的中間纖維與混合粉末基體層(35)是采用如下步驟生產(chǎn)方法的(1)、纖維剪切；(2)、氣動(dòng)分散-混合-粘附；(3)、混合沉降成網(wǎng)。本發(fā)明是一種抗剪性能提高，各個(gè)方向的抗拉和抗彎力學(xué)性能強(qiáng)，膨化率高，密度低，質(zhì)量強(qiáng)度高且具有輕質(zhì)、耐潮濕、無(wú)毒、無(wú)害的團(tuán)簇狀纖維熱塑性復(fù)合片材。
文檔編號(hào)B32B5/24GK102416718SQ201110207458
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者戴宏亮, 湯青紅, 董升順, 蔣建云 申請(qǐng)人:湖南亞太實(shí)業(yè)有限公司