一種改進(jìn)的輕質(zhì)gmt板材的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明采用無堿玻璃纖維和低熔點(diǎn)的改性聚丙烯按一定的重量配比作為原料，采用真空浸潤(rùn)技術(shù)，將無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，模具具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，保證樹脂流動(dòng)順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤(rùn)纖維，是一種具有效率高、設(shè)備成本低、能耗小的綠色環(huán)保的制備方法，整個(gè)制備工藝無污染、玻纖損傷小、原料利用率高，制備過程簡(jiǎn)單。
【專利說明】 一種改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及汽車及其他交通工具內(nèi)飾材料領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]輕質(zhì)GMT板材是一種熱塑性玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合板材，是由連續(xù)玻璃纖維氈和熱塑性樹脂復(fù)合而成的一種新型復(fù)合材料，具有強(qiáng)度高，沖擊韌性高，承載性好，耐高溫，質(zhì)量輕，可再生利用，不易變形，良好的吸音和隔音、無氣味等優(yōu)點(diǎn)。片材表面可根據(jù)實(shí)際要求選擇不同的表面覆蓋物，如:膠膜、阻隔膜、裝飾物、硬聚丙烯薄膜、無紡布、增強(qiáng)材料或不加覆蓋物。廣泛應(yīng)用于交通、建筑、航空等領(lǐng)域。
[0005]目前，濕法工藝制備輕質(zhì)GMT板材，是在造紙的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是以泡沫為分散懸浮介質(zhì)，將短切玻纖、樹脂粉末、玻纖表面處理劑、乳化劑等助劑一起加入水中，形成懸浮液，利用機(jī)械攪拌絮化玻纖。在重力作用下，絮化的玻纖與懸浮液分離形成胚氈；胚氈經(jīng)排濕、干燥、樹脂熔融塑化、復(fù)合、定型等工藝步驟，形成輕質(zhì)GMT板材。濕法工藝的優(yōu)點(diǎn)在于可以使玻纖完全絮化成單絲、樹脂對(duì)其浸潰效果較好，樹脂容易在纖維上分散。但該工藝僅適合50-80mm的玻纖，設(shè)備成本高，能耗較大，而且要在水資源相對(duì)較豐富的地方才能建廠生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中大量的樹脂粉末、玻纖表面處理劑、乳化劑等添加劑流失，對(duì)環(huán)境造成污染。干法工藝制備輕質(zhì)GMT板材,是在無紡布生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,玻纖經(jīng)混合梳理系統(tǒng)被開松、梳理成單絲，并與熱熔纖維均勻的混合，形成單纖網(wǎng)；單纖網(wǎng)經(jīng)鋪網(wǎng)機(jī)反復(fù)的鋪疊，形成具有一定克重的胚氈；胚氈經(jīng)針刺機(jī)針刺加固，并進(jìn)入加熱爐使熱熔纖維熔融塑化；最后復(fù)合膠膜和無紡布，冷卻定型成板材。干法工藝的優(yōu)點(diǎn)在于可以梳理長(zhǎng)達(dá)100-150 mm的纖維，不排放廢氣、廢水，生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境友好，但是制備過程復(fù)雜，玻纖損傷大，而且取向明顯，板材力學(xué)性能呈各向異性，且成本高。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用真空浸潤(rùn)技術(shù)、雙向針刺加固方法和改進(jìn)的熱壓成型參數(shù)制備輕質(zhì)GMT板材，整個(gè)制備工藝無污染、玻纖損傷小、原料利用率高，制備過程簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低、能耗小。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝，采用真空浸潤(rùn)技術(shù)、雙面針刺加固和改進(jìn)的熱壓成型參數(shù)，包括原料準(zhǔn)備、真空浸潤(rùn)、針刺加固和熱壓成型，具體步驟如下:
(I)原料準(zhǔn)備:按重量比為6-8:2-4的比例準(zhǔn)備無堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維作為原料，先將無堿玻璃纖維經(jīng)過開松機(jī)進(jìn)行開松，然后將改性聚丙烯制備成稠狀樹脂塊；
(2)真空浸潤(rùn):采用具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)的模具，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，將步驟(I)中開松后的無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，將聚丙烯充分浸潤(rùn)玻璃纖維，制得基氈；
(3)針刺加固:將步驟(2)得到的基氈經(jīng)針刺機(jī)雙面針刺加固，針刺密度為上下60刺/cm2，針刺頻率為600針/min，針刺深度向下為7_9mm，向上為3_5mm ；
(4)熱壓成型:將加固后的基氈送入雙鋼帶連續(xù)壓機(jī)，復(fù)合膠膜和無紡布，連續(xù)輥壓，熱壓溫度為130-170°C,熱壓壓力為3-6Mpa,熱壓時(shí)間為l_4min,通過復(fù)合定型形成輕質(zhì)GMT板材。
[0009]步驟(I)中所述的無堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維的重量比為7:3。
[0010]步驟(5)中所述的熱壓溫度為150°C，熱壓壓力為5Mpa，熱壓時(shí)間為3_4min。
[0011]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明采用采用無堿玻璃纖維和低熔點(diǎn)的改性聚丙烯按一定的重量配比為原料，采用真空浸潤(rùn)技術(shù)，將無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，模具具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，保證樹脂流動(dòng)順暢并排出模腔中的全部氣體和徹底浸潤(rùn)纖維，是一種具有效率高、投資低、綠色環(huán)保的制備方法，整個(gè)制備工藝無污染、玻纖損傷小、原料利用率高，制備過程簡(jiǎn)單。
[0012]
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0014]實(shí)施例1:
采用60kg無堿玻璃纖維和40kg改性聚丙烯纖維作為原料，先將無堿玻璃纖維經(jīng)過開松機(jī)進(jìn)行開松，然后將改性聚丙烯制備成稠狀樹脂塊；采用具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)的模具，在模具上刻環(huán)形槽以加速樹脂流動(dòng)，開松后的無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，將聚丙烯充分浸潤(rùn)玻璃纖維，制得基氈，再利用針刺機(jī)對(duì)基氈進(jìn)行雙面針刺加固，針刺密度為上下60刺/cm2 ,針刺頻率為600針/min,針刺深度向下為7mm,向上為3mm ；將加固后的基氈送入雙鋼帶連續(xù)壓機(jī)，復(fù)合膠膜和無紡布，連續(xù)輥壓，熱壓溫度為130°C，熱壓壓力為3Mpa,熱壓時(shí)間為2min,通過復(fù)合定型形成輕質(zhì)GMT板材。
[0015]實(shí)施例2:
采用70kg無堿玻璃纖維和30kg改性聚丙烯纖維作為原料，先將無堿玻璃纖維經(jīng)過開松機(jī)進(jìn)行開松，然后將改性聚丙烯制備成稠狀樹脂塊；采用具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)的模具，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，開松后的無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，將聚丙烯充分浸潤(rùn)玻璃纖維，制得基氈；再利用針刺機(jī)對(duì)基氈進(jìn)行雙面針刺加固，針刺密度為上下60刺/cm2 ,針刺頻率為600針/min,針刺深度向下為8mm,向上為4mm ;將加固后的基氈送入雙鋼帶連續(xù)壓機(jī)，復(fù)合膠膜和無紡布，連續(xù)輥壓，熱壓溫度為150°C，熱壓壓力為5Mpa,熱壓時(shí)間為3min,通過復(fù)合定型形成輕質(zhì)GMT板材。
[0016] 實(shí)施例3:
采用80kg無堿玻璃纖維和20kg改性聚丙烯纖維作為原料，先將無堿玻璃纖維經(jīng)過開松機(jī)進(jìn)行開松，然后將改性聚丙烯制備成稠狀樹脂塊；采用具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)的模具，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，開松后的無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，將聚丙烯充分浸潤(rùn)玻璃纖維，制得基氈；再利用針刺機(jī)對(duì)基氈進(jìn)行雙面針刺加固，針刺密度為上下60刺/cm2 ,針刺頻率為600針/min,針刺深度向下為9mm,向上為5mm ;將加固后的基氈送入雙鋼帶連續(xù)壓機(jī)，復(fù)合膠膜和無紡布，連續(xù)輥壓，熱壓溫度為170°C，熱壓壓力為6Mpa,熱壓時(shí)間為4min,通過復(fù)合定型形成輕質(zhì)GMT板材。
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝，其特征在于:采用一定重量比的無堿玻璃纖維和改性聚丙烯為原料，利用真空浸潤(rùn)技術(shù)、雙面針刺加固方法和熱壓成型，包括原料準(zhǔn)備、真空浸潤(rùn)、針刺加固和熱壓成型，具體步驟如下: (1)原料準(zhǔn)備:按重量比為6-8:2-4的比例準(zhǔn)備無堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維作為原料，先將無堿玻璃纖維經(jīng)過開松機(jī)進(jìn)行開松，然后將改性聚丙烯制備成稠狀樹脂塊； (2)真空浸潤(rùn):采用具有注射、排氣和加熱系統(tǒng)的模具，在模具上刻槽以加速樹脂流動(dòng)，將步驟(I)中開松后的無堿玻璃纖維安放于模具的底部，然后在玻璃纖維上鋪設(shè)聚丙烯稠狀樹脂塊，再用真空袋密封，在熱環(huán)境下采用真空技術(shù)將樹脂由上向下抽吸，將聚丙烯充分浸潤(rùn)玻璃纖維，制得基氈； (3)針刺加固:將步驟(2)得到的基氈經(jīng)針刺機(jī)雙面針刺加固，針刺密度為上下60刺/cm2，針刺頻率為600針/min，針刺深度向下為7_9mm，向上為3_5mm ； (4)熱壓成型:將加固后的基氈送入雙鋼帶連續(xù)壓機(jī)，復(fù)合膠膜和無紡布，連續(xù)輥壓，熱壓溫度為130-170°C,熱壓壓力為3-6Mpa,熱壓時(shí)間為l_4min,通過復(fù)合定型形成輕質(zhì)GMT板材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝，其特征在于:步驟(I)中所述的無堿玻璃纖維和改性聚丙烯纖維的重量比為7:3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的輕質(zhì)GMT板材的制備工藝，其特征在于:步驟(5)中所述的熱壓溫度為150°C,熱壓壓力為5Mpa,熱壓時(shí)間為3_4min。
【文檔編號(hào)】B29C70/28GK103737939SQ201310630735
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】周建國(guó), 吉宏偉, 李維棟 申請(qǐng)人:合肥杰邁特汽車新材料有限公司