CN102248734A

CN102248734A - 非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材

Info

Publication number: CN102248734A
Application number: CN2011101390487A
Authority: CN
Inventors: 吴文新; 章兴中
Original assignee: CHANGZHOU CITY HUAXING NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHANGZHOU CITY HUAXING NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明所公开的是一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，包括由上、下改性热塑性塑料层与非天然连续长丝织物层所构成的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材，以其还包括发泡塑料层；所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层，与发泡塑料层相间复合，并通过粘结层经滚压热塑成所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材为主要特征。具有选材科学，结构合理，制成品所述夹芯复合板材的机械物理性能好，化学性能稳定，耐候能力强，阻燃环保和可回收利用等特点。

Description

非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材

技术领域

本发明涉及一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，属于复合材料技术。

背景技术

以塑代钢，是发展低能耗、低成本、低污染经济的重要途径之一，是发展低碳经济所追求的一项具有战略意义的工作。

在以塑代钢的具体实践中，尼隆和高强度塑料及其合金等的工程塑料件及其板材，业已在机械、电子、建筑和日常生活必须品等领域广为推广应用，并取得了卓越的成就。

复合材料所包括的热塑性塑料复合板材，由于其具有优异的机械性能，并具有可回收利用等特点，而对于现代经济社会的发展，越来越具有十分重要的积极作用。因而，所述复合板材是当前现代科研开发的一项重要内容。

然而，已有的纯塑料复合板材，由于其机械物理和化学性能等，还不能满足特殊场合如汽车、军事工程及其装备的要求，而制约了“汽车塑料化”和“军事装备轻量化”等的发展。

PP聚丙烯塑料和PS聚苯乙烯塑料，由于其价格比较适中，来源比较广泛，而是目前常用的一种工程塑料，但由于其模量和耐热性较低，冲击强度差，因而，用它们所制取的复合板材，不能直接用作需要承重和高耐冲击的结构件，如动车和汽车的底板、建筑模板和军用浮桥面板以及汽车轮胎保护罩，隔墙板和野战指挥所外墙等等。

为此，研发一种能够满足适用于“汽车塑料化”和“军事装备轻量化”的热塑性塑料复合板材，便成为经济社会的期待。

发明内容

本发明旨在提供一种强度高，弯曲模量大，耐侯性能好，承受压力大，耐冲击性能强的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，以满足当前以上所述领域以塑代钢的需求。

本发明实现其目的的技术构想，一是采用热塑性塑料作为基料，以求降本增效和可回收利用；二是对所用塑料（例如PP、PS）进行改性处理，以进一步提高其物化性能，尤其是提高其耐热性（达到115~120℃），并能在承受高温≥500h后不老化、不龟裂、不破损；三是采用非天然连续长丝织物（网格布）作为增强本发明纵模向抗拉强度的中间复合层，以进一步提高其机械物理性能；四是将至少2层由上、下热塑性改性塑料层中间夹有非天然连续长丝织物层的所述复合片材复合在一起，且在相邻2层所述复合片材之间，复合发泡塑料层，通过上、下粘结层，经机械热塑滚压，而令所述复合片材层和所述发泡塑料层复合成制品复合板材；五是本发明制品所述复合板材的生产过程，采用专门的热塑滚压机实施，从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其创新点在于，包括由第一改性热塑性塑料层，非天然连续长丝织物层和第二改性热塑性塑料层依次复合且经滚压热塑成一体的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材，所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层有N层；还包括N-1层塑料发泡层，所述发泡塑料层布置复合在相邻2层热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层之间，且通过处在发泡塑料层正面的第一粘结层和处在发泡塑料层背面的第二粘结层，经热塑滚压令所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层，与发泡塑料层复合成所述本发明非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材。

由以上所给出的技术方案可以明了，本发明由于采用改性热塑性塑料为基料，非天然连续长丝织物增强，和发泡塑料层夹芯，且采取多层复合的方式，从而实现了本发明的目的。

在上述技术方案中，本发明优选的所述改性热塑性塑料层，是PP聚丙烯改改塑料层和PS聚苯乙烯改性塑料层。但不局限此。这是鉴于热塑性塑料比热固性塑料具有可回收利用，可塑性好，所需成型温度和压力较低，无废气排放而绿色环保和生产效率高等特点，而被本发明优先选用的。

当所述改性热塑性塑料层是PP聚丙烯塑料时，则本发明主张，所述第一改性热塑性塑料层和第二改性热塑性塑料层，均是PP聚丙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是：PP聚丙烯100份，接枝剂马来酰酐15~20份，填充料滑石粉20~30份，填充料硫酸钡5~10份，硅烷偶联剂1~2份，增韧剂乙丙橡胶聚烯羟共聚物15~20份，稳定剂硬脂酸钡3~5份，1010抗氧剂0.2~0.5份，增强填充料玻璃纤维20~30份。

当所述改性热塑性塑料层是PS聚苯乙烯塑料时，则本发明主张，所述第一改性热塑性塑料层和第二改性热塑性塑料层，均是PS聚苯乙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是，高抗冲聚苯乙烯100份，增韧剂苯乙烯——丁二烯——苯乙烯共聚物10~12份，硅烷偶联剂1~2份，接枝剂马来酰酐10~12份，增充料碳酸钙25~30份，稳定剂硬脂酸钡3~4份，1010抗氧剂0.2~0.4份，增强填充料玻璃纤维25~30份。

在上述技术方案中，本发明主张，所述非天然连续长丝织物层，是玻璃连续长丝织物层，或者是芳纶连续长丝织物层，或者是碳连续长丝织物层，或者是超高分子量聚乙烯连续长丝织物层；或者是铜丝织物层，所述非天然连续长丝织物的克重在218~240g/m²范围内。但不局限于此。究竟采用哪一种非天然连续长丝织物层，可以根据制成品所述复合板材的用途要求来选定。本发明特别推荐S级玻璃连续长丝织物网格布和芳纶连续长丝织物网格布。

在上述技术方案中，本发明主张，所述第一粘结层和第二粘结层，均是富肽树脂粘结层，或者是环氧树脂粘结层，或者是PS聚苯乙烯粘结层；所述第一粘结层和第二粘结层的厚度均在0.2~0.3mm范围内。由于富肽树脂粘结层的粘结强度和耐压强度相对较高，粘结工艺温度较低，而本发明予以特别推荐。

在上述技术方案中，本发明主张，所述发泡塑料层，是PU聚氨脂发泡层，或者是PVC聚氯乙烯发泡层，或者是PE聚乙烯发泡层，或者是PS聚苯乙烯发泡层；所述发泡塑料层的密度在0.4~0.7g/cm²范围内；所述发泡塑料层的厚度≥2mm。究竟采用哪一种发泡塑料层，应当视其产品复合板材用途而定，例如用于汽车底板、隧道顶板和浮桥面板等承重的所述复合板材，可选用PVC聚氯乙烯发泡层；而用于建筑模板、家居室内地板和隔墙板等所述复合板材，可选用PU聚氨脂发泡层等等。

在上述技术方案中，本发明主张，所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层的厚度在0.4~1.5mm范围内。在一般条件下，所述复合片材层的厚度有1mm就可以了，其性价比最佳。

在上述技术方案中，本发明主张，所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层有2~6层。也就是说，所述复合片材层分别是2层，或3层或4层或5层或6层，而其相对应的所述发泡塑料层分别是1层或2层或3层或4层或5层，且所述发泡塑料层分别布置在相邻2层所述复合片材层之间。当然，本发明并不排除7层以上的所述复合片材层。

上述技术方案得以实施后，本发明所具有的选材科学，结构合理，制成品所述复合板材的强度等机械物理性能好，化学性能稳定，侯性能力强，阻燃环保和可回收利用等特点，是非常明显突出的。

附图说明

图1是本发明一种具体实施方式所包括的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材1的结构示意图；

图2是本发明一种具体实施方式的结构示意图；如附图所示，本发明所述复合板材，是由4层所述复合片材层1和3层发泡塑料层3，所复合热塑滚压而成的。

具体实施方式

以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。

具体实施方式之一，如附图1、2所示。

一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，包括由第一改性热塑性塑料层1-1，非天然连续长丝织物层1-2和第二改性热塑性塑料层1-3依次复合且经滚压热塑成一体的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材1，还包括3层硬质发泡塑料层3，且所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1有4层；所述硬质发泡塑料层3布置复合在相邻2层热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材1层之间，且通过处在硬质发泡塑料层3正面的第一粘结层2-1和处在硬质发泡塑料层3背面的第二粘结层2-2，经滚压热塑令所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1，与硬质发泡塑料层3复合成所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材。所述第一改性热塑性塑料层1-1和第二改性热塑性塑料层1-3，均是PP聚丙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是：聚丙烯100份，接枝剂马来酸酐15~20份，填充料5000目滑石粉20~30份，填充料硫酸钡5~10份，硅烷偶联剂1~2份，增韧剂乙丙橡胶聚烯羟共聚物15~20份，稳定剂硬脂酸钡3~5份，1010抗氧剂0.2~0.5份，增强填充料玻璃纤维20~30份。所述非天然连续长丝织物层1-2，是S级玻璃连续长丝织物网格布层；所述非天然连续长丝织物的克重在218~240g/m²范围内。所述第一粘结层2-1和第二粘结层2-2，是富肽树脂粘结层；所述第一粘结层2-1和第二粘结层2-2的厚度均在0.2~0.3mm范围内。所述硬质发泡塑料层3，是PU聚氨脂发泡层，所述硬质发泡塑料层3的密度在0.4~0.7g/cm²范围内；所述硬质发泡塑料层（3）的厚度为2mm。所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1的厚度为1mm。所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1有4层。

该具体实施方式之一所描述的所述夹芯复合板材，主要用于承重制件（如以上所描述的）。

具体实施方式之二，请参读附图1和2。

一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，包括由第一改性热塑性塑料层1-1，非天然连续长丝织物层1-2和第二改性热塑性塑料层1-3依次复合且经滚压热塑成一体的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材1，还包括5层硬质发泡塑料层3，且所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1有6层；所述硬质发泡塑料层3布置复合在相邻2层热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1之间，且通过处在硬质发泡塑料层3正面的第一粘结层2-1和处在硬质发泡塑料层3背面的第二粘结层2-2，经滚压热塑令所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1与硬质发泡塑料层3复合成所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材。所述第一改性热塑性塑料层1-1和第二改性热塑性塑料层1-3，均是PS聚苯乙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是，高抗冲聚苯乙烯100份，增韧剂苯乙烯——丁二烯——苯乙烯共聚物10~12份，硅烷偶联剂1~2份，接枝剂马来酸酐10~12份，增充料1000目碳酸钙25~30份，稳定剂硬脂酸钡3~4份，1010抗氧剂0.2~0.4份，增强填充料玻璃纤维25~30份。所述非天然连续长丝织物层1-2，是芳纶连续长丝织物网格布层；所述非天然连续长丝织物的克重在218~240g/m²范围内。所述第一粘结层2-1和第二粘结层2-2，均是富肽树脂粘结层；所述第一粘结层2-1和第二粘结层2-2的厚度均在0.2~0.3mm范围内。所述硬质发泡塑料层3，是PE聚乙烯发泡层；所述硬质发泡塑料层3的密度在0.4~0.7g/cm²范围内；所述硬质发泡塑料层（3）的厚度为3mm。所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1的厚度为1.5mm。所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层1有6层。

该具体实施方式之二所描述的本发明所述夹芯复合板材，主要用于耐冲击强度高的部件，例如汽车轮胎保护罩，汽车侧裙板、汽车四周防护板和建筑隔离墙以及军事野战指挥所外墙等等。

本发明制备过程的简要描述，是在专用设备上，通过自动给料装置，将预制的所述复合片材1和已经涂布粘结层2-1、2-2的硬质发泡塑料片材（也可以在所述复合片材1的正面和背面涂布粘结层2-1、2-2）；根据其结构设计要求，依次在机叠合在一起，然后通过加热，再经过机械滚压而使所述复合片材层1和硬质发泡塑料片层3复合热塑滚压成制品所述夹芯复合板材。

本发明初样的检测结果是：

如具体实施方式之一所描述的本发明所述夹芯复合板材的检测指标达到抗弯强度为147.26MPa，承压强度为1500Kg/m²，抗拉伸强度为120.43 MPa，弯曲模具为11801.51 MPa，耐侯性性为-35°~80℃，吸湿率为≤0.2%，阻燃性能为V₂。

如具体实施方式之二所描述的本发明所述夹芯复合板材的检测指标达到：抗弯强度为110.59 MPa，承压强度为1500Kg/m²，抗拉伸强度为102.71MPa，弯曲模量为7842.21MPa，耐侯性能为-35°~80℃，吸湿率为≤0.2%，阻燃性能为V₂。

以上检测结果显示表明，本发明取得了明显的技术经济效果。

本发明的使用范围，不受本说明描述的限制。

Claims

1.一种非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，包括由第一改性热塑性塑料层（1-1），非天然连续长丝织物层（1-2）和第二改性热塑性塑料层（1-3）依次复合且经滚压热塑成一体的热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材（1），所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层（1）有N层，还包括N-1层发泡塑料层（3）；所述发泡塑料层（3）布置复合在相邻2层热塑性非天然长丝织物增强复合片材层（1）之间，且通过处在发泡塑料层（3）正面的第一粘结层（2-1）和处在发泡塑料层（3）背面的第二粘结层（2-2），经热塑滚压令所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层（1），与发泡塑料层（3）复合成所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材。

2.根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述第一改性热塑性塑料层（1-1）和第二改性热塑性塑料层（1-3），均是PP聚丙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是：聚丙烯100份，接枝剂马来酸酐15~20份，填充料滑石粉20~30份，填充料硫酸钡5~10份，硅烷偶联剂1~2份，增韧剂乙丙橡胶聚烯羟共聚物15~20份，稳定剂硬脂酸钡3~5份，1010抗氧剂0.2~0.5份，增强填充料玻璃纤维20~30份。

3.根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述第一改性热塑性塑料层（1-1）和第二改性热塑性塑料层（1-3），均是PS聚苯乙烯改性塑料层，其组分及各组分的重量份配比是，高抗冲聚苯乙烯100份，增韧剂苯乙烯——丁二烯——苯乙烯共聚物10~12份，硅烷偶联剂1~2份，接枝剂马来酸酐10~12份，增充料碳酸钙25~30份，稳定剂硬脂酸钡3~4份，1010抗氧剂0.2~0.4份，增强填充料玻璃纤维25~30份。

4.根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述非天然连续长丝织物层（1-2），是玻璃连续长丝织物层，或者是芳纶连续长丝织物层，或者是碳连续长丝织物层，或者是超高分子量聚乙烯连续长丝织物层，或者是铜丝织物层；所述非天然连续长丝织物的克重在218~240g/m²范围内。

5. 根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述第一粘结层（2-1）和第二粘结层（2-2），均是富肽树脂粘结层，或者是环氧树脂粘结层，或者是PS聚苯乙烯粘结层；所述第一粘结层（2-1）和第二粘结层（2-2）的厚度均在0.2~0.3mm范围内。

6. 根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述发泡塑料层（3），是PU聚氨脂发泡层，或者是PVC聚氯乙烯发泡层，或者是PE聚乙烯发泡层，或者是PS聚苯乙烯发泡层；所述发泡塑料层（3）的密度在0.4~0.7g/cm²范围内；所述发泡塑料层（3）的厚度≥2mm。

7. 根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述热塑性非天然纤维织物增强复合片材层（1）的厚度在0.4~1.5mm范围内。

8. 根据权利要求1所述的非天然连续长丝织物增强热塑性塑料夹芯复合板材，其特征在于，所述热塑性非天然连续长丝织物增强复合片材层（1）有2~6层。