一種熱塑性樹脂基預浸漬帶的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱塑性樹脂基預浸漬帶，它從上至下依次由上樹脂膜層（1）、增強短纖維層（2）和下樹脂膜層（3）組成；所述增強短纖維層（2）中均勻分布有多個樹脂膜粘結(jié)點（4）。該預浸漬帶可制成板材，也可直接成型產(chǎn)品。該預浸漬有效解決了高溫、高粘度熱塑性樹脂因流動性差，熔融浸漬增強纖維困難的工藝技術瓶頸，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，降低了工業(yè)化生產(chǎn)的成本。
【專利說明】一種熱塑性樹脂基預浸漬帶
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于熱塑性復合材料成型領域，具體涉及一種熱塑性樹脂基預浸潰帶。
【背景技術】
[0002]國內(nèi)現(xiàn)有的干法預浸潰氈，主要是將玻璃纖維短切之后與粘合樹脂纖維混合，再進行梳理成網(wǎng)形成棉絮狀，經(jīng)針刺工藝制備連續(xù)纖維氈(GMT基材)。該干法工藝的缺點是:生產(chǎn)線的設備投資額較大、生產(chǎn)效率低，在纖維的開松及梳理工藝過程中，容易使增強纖維變得更短、更細，產(chǎn)生斷裂、損傷嚴重的現(xiàn)象。
[0003]目前常用另一種干法工藝，它是將玻璃纖維針刺氈與聚丙烯片或熔融聚丙烯相間疊合成三明治狀，經(jīng)專用的帶壓機加熱加壓、冷卻加壓制成片材。該方法的缺點是熔融聚丙烯粘度大，難于完全浸潰玻璃纖維，從而使得基體塑料與增強纖維的接觸面少，界面結(jié)合強度差，片材內(nèi)孔隙率高，導致片材的力學強度不好。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術干法預浸潰氈不足，本申請旨在提供一種熱塑性樹脂基預浸潰帶，該預浸潰帶可以有效解決高溫、高粘度樹脂因流動性差，浸潰增強材料困難的問題，同時可以使得增強纖維和基體樹脂在成品中分布均勻，產(chǎn)品的力學性能穩(wěn)定。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]一種熱塑性樹脂基預浸潰帶，它從上至下依次由上樹脂膜層、增強短纖維層和下樹脂膜層組成；所述增強短纖維層中均勻分布有多個樹脂膜粘結(jié)點；所述預浸潰帶的厚度為 0.18mm ?0.45mm,克重為 200g/m2 ?500g/m2。
[0007]所述上樹脂膜層和下樹脂膜層的克重優(yōu)選為100?150g/m2。
[0008]所述增強短纖維層的克重優(yōu)選為100?350g/m2。
[0009]所述增強短纖維層中短纖維的長度優(yōu)選為60mm?90mm，纖維直徑優(yōu)選為16μπι?17 μ m0
[0010]所述增強短纖維層中纖維優(yōu)選為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、天然纖維中的一種或幾種。
[0011]所述上樹脂膜層和下樹脂膜層優(yōu)選為聚丙烯樹脂膜層、聚酰胺樹脂膜層、聚酰亞胺樹脂膜層、聚苯硫醚樹脂膜層、聚碳酸酯樹脂膜層、滌綸樹脂膜層中的任意一種。
[0012]一種熱塑性樹脂基預浸潰帶的干法預浸潰工藝，包括以下步驟:
[0013](I)將紗架上的連續(xù)增強纖維短切，形成短切纖維，所述短切纖維自由落網(wǎng)、呈各向雜亂的模式定量撒在鋪有樹脂膜的傳送帶上，控制每平方米樹脂膜上鋪有100g-350g短切纖維；然后在短切纖維上鋪一層樹脂膜，形成三層預混材料結(jié)構(gòu)，所述樹脂膜的克重為100 ?150g/m2 ；
[0014](2)將所述預混材料結(jié)構(gòu)進行進行針刺，控制上針刺和下針刺的針頻密度分別為40刺/cm2?50刺/cm2，針刺深度分別為1mm?30mm ；
[0015](3)檢驗、切邊、收卷形成預浸潰針刺氈；
[0016](4)放卷所述預浸潰針刺氈，在210°C?230°C的溫度下烘培并在IMPa?2MPa的線壓強下熔融輥壓浸潰制備成預浸潰帶。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)勢在于:
[0018]1、本新型所述預浸潰帶克重一般控制在500g/m2及以下，可按產(chǎn)品需求合理配置最終產(chǎn)品克重，按疊層方式——如:需配置克重為2000g/m2的相關產(chǎn)品，可用四層500g/m2的預浸潰帶層疊熱壓成板材或制品，由于各預浸潰帶界面亦存有基體樹脂，最終產(chǎn)品不會出現(xiàn)界面分層、剝離等不良現(xiàn)象，滿足相關性能要求。
[0019]2、本新型的結(jié)構(gòu)很有特點，所述增強短纖維層中均勻分布有多個樹脂膜粘結(jié)點(是通過針刺經(jīng)針刺粉碎樹脂膜進入增強短纖維層中)；增大了增強纖維初步混合，兩者之間的結(jié)合界面增加，浸潰距離大為縮短，在高性能樹脂有限的熔融溫度范圍內(nèi)，基體樹脂能更好的浸潰、包裹增強纖維，提高制品的物理機械性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是該新型干法預浸潰連續(xù)纖維氈的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I是上樹脂膜層，2是增強短纖維層，3是下樹脂膜層，4是樹脂膜粘結(jié)點。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0022]一種熱塑性樹脂基預浸潰帶，它從上至下依次由上樹脂膜層1、增強短纖維層2和下樹脂膜層3組成；所述增強短纖維層2中均勻分布有多個樹脂膜粘結(jié)點4 ;所述預浸潰帶的厚度為0.22mm,克重為500g/m2，其中所述增強短纖維層2的克重為200g/m2。所述增強短纖維層2中短纖維的長度為60mm?90mm,纖維直徑為16 μ m?17 μ m。所述增強短纖維層2中纖維為玻璃纖維。所述上樹脂膜層I和下樹脂膜層3均為聚丙烯樹脂膜層。
[0023]制備方法:
[0024](I)增強纖維選擇為玻璃纖維(直徑:17 μ ml200tex)，改性樹脂膜選擇為聚丙烯樹脂膜(單層克重:150g/m2)。將紗架上的連續(xù)玻璃纖維短切成60?90mm，纖維自由落網(wǎng)、呈各向雜亂的模式定量撒在鋪有改性樹脂膜的傳送帶上面，再在短切纖維的上面鋪一層改性樹脂膜，由此形成三合一的預混體結(jié)構(gòu)；
[0025](2)將上述預混體結(jié)構(gòu)喂入高速針刺機，進行預針刺固網(wǎng)和復合針刺，針頻為45刺/cm2，針刺深度為25mm ；
[0026](3)檢驗、切邊、收卷成單層預浸潰針刺氈；
[0027](4)放卷單層預浸潰針刺氈，經(jīng)熱烘培(溫度在210°C之間)及熔融輥壓(I?2MPa線壓強)浸潰工藝制備成連續(xù)短纖維預浸潰帶(400g/m2)。
[0028]應用1:
[0029]放卷單層預浸潰帶，按產(chǎn)品需求將兩層預浸潰帶層疊，烘培塑化、熱壓、冷卻定型、修邊制得GMT板材。這種層疊制品尤其適用于輕質(zhì)GMT板材，可用于制作半結(jié)構(gòu)件或非結(jié)構(gòu)件。在等克重及玻纖含量的條件下，將其與傳統(tǒng)三明治結(jié)構(gòu)(背景中所描述的方法制備的)的GMT板材對比，如表I所示，可以看出:新工藝所制GMT板材的拉伸、彎曲、抗沖擊等力學性能都有了較大幅度的提升，且該產(chǎn)品的低投入及生產(chǎn)高效。
[0030]表I GMT板材力學性能對比實驗數(shù)據(jù)
[0031]
產(chǎn)品名稱I干法預浸漬基材I傳統(tǒng)GMT
產(chǎn)品型號HDGF40PPCM110
產(chǎn)品組份PP+40% GFPP+40% GF
密度 g/cm31.171.19
拉伸強度MPa 140100
彎曲強度/MPa~150130
沖擊強度KJ/m2 --?65
[0032]應用2:
[0033]將三層預浸潰帶層疊(1500g/m2)，烘培塑化、復合膠膜、無紡布，置于某車型發(fā)動機底護板模具中熱壓成型、冷卻定型、修邊、沖孔制得該發(fā)動機底護板(1650g/m2)。將其與利用瑞士 QPC某板材(都為半結(jié)構(gòu)件板材:型號為G100F40-F6，克重為1800g/m2)所制作的同種發(fā)動機底護板對比(如表2所示)?？梢钥闯?新工藝所制成型件的力學性能更為優(yōu)越，且密度較小，能更好地滿足汽車的輕量化要求。
[0034]表2性能對比實驗數(shù)據(jù)
[0035]
產(chǎn)品名稱I干法預浸漬基材|QPC
產(chǎn)品型號HDGF40PPG100F40-F6
產(chǎn)品組份PP+40% GFPP+40% GF
密度 g/cm3ΤΓΤ?ΤΓ21
拉伸強度MPa 14070
彎曲強度/MPa~150100
沖擊強度KJ/m2 10070
[0036]上述已以較佳實例公開了本實用新型，然其并非用以限制本實用新型，凡采用等同替換或者等效替換方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，它從上至下依次由上樹脂膜層(I)、增強短纖維層(2)和下樹脂膜層(3)組成；所述預浸潰帶的厚度為0.18 mm?0.45mm，克重為200g/m2 ?500g/m2o
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，所述上樹脂膜層(I)和下樹脂膜層(3)的克重為100 g/nTl50g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，所述增強短纖維層(2)的克重為 100 g/nT350g/m2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，所述增強短纖維層(2)中短纖維的長度為60 mm?90mm,纖維直徑為16 μ m?17 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，所述增強短纖維層(2)為玻璃纖維層、碳纖維層、芳綸纖維層、金屬纖維層、天然纖維層中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述熱塑性樹脂基預浸潰帶，其特征是，所述上樹脂膜層(I)和下樹脂膜層(3)為聚丙烯樹脂膜層、聚酰胺樹脂膜層、聚酰亞胺樹脂膜層、聚苯硫醚樹脂膜層、聚碳酸酯樹脂膜層、滌綸樹脂膜層中的任意一種。
【文檔編號】B32B27/12GK203957466SQ201420197853
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】魯雄, 胡章平, 段書用, 唐榮華 申請人:湖南大學