CN102765229B - 复合塑料布、其应用和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于工程塑料领域，提供了一种复合塑料布，其应用和应用方法。该复合塑料布包括依次层叠的第一尼龙布层、玻纤布层和第二尼龙布层。本发明复合塑料布，玻纤为长连续结构，使玻纤机械强度得到很好的保存，实现了其制件具有优异的机械强度，比强度比与金属相比更高；通过采用尼龙布和玻纤布，使得复合塑料布具有优异柔性，适于制作各种结构的制件；通过选用上述重量百分比的尼龙布和玻纤布，保证尼龙布在后期的应用中能够完全浸润至玻纤之中。

Description

复合塑料布、其应用和应用方法

技术领域

本发明属于工程塑料领域，尤其涉及一种复合塑料布，其应用和应用方法。

背景技术

尼龙是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化，其具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性。

由于尼龙具有很多的特性，因此，在汽车、电气设备、机械部构、交通器材、纺织、造纸机械等方面得到广泛应用。近年来随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更高更大。尤其是作为结构性材料时，对其强度、耐热性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素，因此需要通过改性以使其适应具体使用环境的需求。但现有改性尼龙产品的机械性能不够，影响到其应用领域的扩展。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种复合塑料布，解决现有技术中用短切玻纤改性尼龙机械性能不高的问题；以及，该复合塑料布的应用和应用方法。

本发明是这样实现的，

一种复合塑料布，包括依次层叠的第一尼龙布层、玻纤布层和第二尼龙布层，按该复合塑料布重量计，该第一尼龙布层和第二尼龙布层的重量百分比总和为28~64%，该玻纤布层的重量百分比为36~72%；其中，该第一尼龙布层和第二尼龙布层的重量比为1：1，该玻纤布层为经过偶联剂表面处理后的玻纤布层。

以及，

上述塑料布在汽车配件、餐具、家用电器和军用特种复合材料中的应用。

本发明实施例进一步提供上述复合塑料布的应用方法，包括如下步骤：

将该复合塑料布置于预定的产品模具中；

将该复合塑料布进行热熔模压处理，该热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度230~265℃，预压时间30-60s，预压压力3-7MPa；保压温度240~275℃，保压时间120~239s，保压压力7-19MPa，放气次数3-7次；定型温度260~275℃，保压时间60~179s，保压压力7-19MPa。

本发明复合塑料布，玻纤为长连续结构，使玻纤机械强度得到很好的保存，实现了其制件具有优异的机械强度，比强度比与金属相比更高；通过采用尼龙布和玻纤布，使得复合塑料布具有优异柔性，适于制作各种结构的制件；通过选用上述重量百分比的尼龙布和玻纤布，保证尼龙布在后期的应用中能够完全浸润至玻纤之中。本发明复合塑料布应用方法，通过应用本发明复合塑料布，能够扩大复合塑料布的应用领域，特别是对于一些需要复杂结构模具的产品，也能够应用。

附图说明

图1是本发明实施例复合塑料布结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1显示本发明实施例复合塑料布的结构，该复合塑料布包括相层叠的第一尼龙布层1和第二尼龙布层2，该第一尼龙布层1和第二尼龙布层2之间叠设有玻纤布层3，该第一尼龙布层1和第二尼龙布层2的重量比为1：1，按该复合塑料布重量计，该第一尼龙布层1和第二尼龙布层2的重量百分比总和为28~64%，该玻纤布层中玻璃纤维的的重量百分比为36~72%，该玻纤布层为经过偶联剂表面处理后的玻纤布层。

本发明实施例复合塑料布的材质主要包括尼龙纤维和玻璃纤维，该尼龙纤维纺织成两块尼龙布，该玻璃纤维纺织成玻纤布。该复合塑料布整体呈三明治叠合结构，尼龙布（第一尼龙布层和第二尼龙布层）层叠在玻纤布（玻纤布层）两侧。该尼龙布和玻纤布可以自己纺织得到，也可以从市面上购买得到。

其中，该第一尼龙布层1和第二尼龙布层2的总重量占该复合塑料布的重量的百分比为28~64%，例如，28%、30%、32%、38%、40%、45%、47%、55%或60%等，优选为31~50%，该第一尼龙布层1和该第二尼龙布层2等规格、等重量，该第一尼龙布层1和该第二尼龙布层2的重量比为1：1。该玻纤布层3中玻璃纤维的重量占复合塑料布重量的百分比为36~72%，例如，38%、45%、50%、55%、59%、64%、68%或70%等，优选为49~68%。特别地，该第一尼龙布层1和第二尼龙布层2的总重量与该玻璃纤维的重量比为7：18~16：9，优选为3:7~1:1。

通过选用上述重量百分比的尼龙布层及玻璃纤维，能够保证在后续的应用方法中，该尼龙布层能够充分的浸润至玻璃纤维中，实现所得到的制件的内应力大大减小，有效防止了制件断裂的问题。通过采用尼龙布和玻纤布的形式，经过后续的热熔模压后，使尼龙纤维和玻璃纤维能够均匀分散，实现制件的内应力进一步降低。

该玻纤布层3为经过偶联剂表面处理后的玻纤布层，该表面处理的过程为：将玻纤布浸泡在偶联剂的水溶液中（偶联剂水溶液的质量浓度为1%，浸泡时间为10~30秒，玻纤布面积越大则时间越长）。玻纤布层3经过偶联剂处理后，其表面附着有一定量的偶联剂，通过控制表面处理的时间，使该偶联剂的量占玻纤布0.2~0.7%之内。

该复合塑料布的相对密度为1.31~1.91，该复合塑料布中，尼龙纤维和玻璃纤维均匀分布。

该第一尼龙布层和第二尼龙布层所选用的尼龙纤维为尼龙6或尼龙66，的相对密度为1.13~1.15，规格为210D－800D，可以选用广东新会美达锦纶股份有限公司的产品。

该玻纤布为阻燃高强度玻纤布，规格为200~600g/m²，可以选用俄金玄武岩纤维公司的产品。

该偶联剂为硅烷偶联剂，具体没有限制，例如，KH550，可以选用上海锦山化工有限公司的产品。该偶联剂占复合塑料布的含量控制在0.1~0.5%之内。该玻纤布中，该玻璃纤维经过偶联剂溶液浸泡处理过，使玻璃纤维表面带有偶联剂。通过在玻璃纤维中引入偶联剂，使得玻璃纤维和尼龙纤维经过后续的热熔模压处理后，两者之间的相容性大大增加，冷却后两者之间的结合力显著增强。

上述复合塑料布的制备方法，没有限制，例如，步骤如下：

a：将尼龙树脂纤维纺成与玻纤布等面积规格的连续布，二者单位面积的质量比为3:14~1:2；

b：就复合塑料布用偶联剂的水溶液浸泡，然后玻纤布通过导辊机继续导入两层等面积的尼龙纤维布间，呈三层的三明治叠合结构，尼龙纤维布在两侧，玻纤布在中间，通过挤压、平整、烘干工序后以尼龙纤维线轧成复合布结构，得到复合塑料布。

本发明实施例进一步提供上述复合塑料布在汽车配件、餐具、家用电器和军用特种复合材料中的应用。

本发明实施例还提供上述复合塑料布的应用方法，包括如下步骤：

步骤S01，确定目标制件模具，将上述复合塑料布置于预定的产品模具中；

步骤S02，热熔模压：

将该产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，该热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度230~265℃，预压时间30-60s，预压压力3-7MPa；保压温度240~275℃，保压时间120~239s，保压压力7-19MPa，放气次数3-7次；定型温度260~275℃，保压时间60~179s，保压压力7-19MPa。

步骤S01中，该目标制件模具以其待应用的产品为准，例如，汽车配件模具，餐具模具等。将复合塑料布放入模具后，对复合塑料布进行裁剪，使裁剪后复合塑料布与模具一致，以便减少内应力的产生。该复合塑料膜和前述的相同，在此不重复阐述。

步骤S02中，将步骤S01中得到的复合塑料布用模压机进行模压复合，模压过程中可以连同模具一起进行。模压复合的工艺条件如下：

预压温度230~265℃，预压时间30-60s，预压压力3-7MPa；保压温度240~275℃，保压时间120~239s，保压压力7-19MPa，放气次数3-7次；定型温度260~275℃，保压时间60~179s，保压压力7-19MPa。之后保压水冷降温至室温，得到目标制件。

步骤S01中尼龙纤维的重量百分含量为28~64%，玻璃纤维的重量百分含量为36~72%，尤其是尼龙纤维和玻璃纤维的重量比为7：18~16：9，结合步骤S02中热熔模压的工艺条件，能够使尼龙纤维对玻璃纤维进行充分浸润，使玻璃纤维的加强性能得到充分的发挥，赋予目标制件优异的机械性能。利用本发明实施例复合塑料布热熔模压得到的目标制件，成本低廉、性价比高。

本步骤中使用的模压机没有限制，例如BL-6170B型模压机。

本发明实施例复合塑料布应用方法简单，可利用纺织设备加工，与传统双螺杆挤出机相比对热能需求低，生产效率高。本发明实施例复合塑料布应用方法，通过应用本发明实施例复合塑料布，能够扩大复合塑料布的应用领域，特别是对于一些需要复杂结构模具的产品，也能够应用。

应用本发明实施例的复合塑料布制备得到的目标制件，具有如下效果：

1：制得的玻纤增强尼龙的目标制件中，玻纤为长连续结构，使玻纤机械强度得到很好的保存。

2：玻纤与尼龙树脂都以纤维形式存在，二者以人工方式做到分布相对均匀，避免因为树脂分布不均引起的制件成型后内应力的出现，避免制件因此在使用中性能受影响。

3：本产品与采用相同加工方式的传统热固性材料相比成本更低，回收、维护更方便，更有市场前景。

以下结合具体实施例对本发明实施例复合塑料布及饮用方法进行详细阐述。

实施例1

本发明实施例复合塑料布的制备过程如下：

将222D规格的尼龙6树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数69g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入1％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与两层尼龙纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合塑料布。其中两侧尼龙布的面密度均为69g/m²，玻纤布的面密度为320g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为70%。

本发明实施例复合塑料布应用方法如下：

将所述复合塑料布置于硬式防弹插板背板模具中；

将所述产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度230℃，预压时间30s，预压压力3MPa；保压温度240℃，保压时间120s，保压压力7MPa，放气次数3次；定型温度250℃，保压时间60s，保压压力7MPa。保压水冷降温至室温，制得玻纤含量在70％的连续玻纤织物加强的目标制件。

实施例2

本发明实施例复合塑料布的制备过程如下：

将312D规格的尼龙6树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数106g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入1.5％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与两层尼龙纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合塑料布。其中两侧尼龙布的面密度均为106g/m²，玻纤布的面密度为320g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为60%。、

本发明实施例复合塑料布应用方法如下：

将所述复合塑料布置于空投特种安全箱模具中；

将所述产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度235℃，预压时间45s，预压压力5MPa；保压温度250℃，保压时间180s，保压压力12MPa，放气次数5次；定型温度2,60℃，保压时间90s，保压压力12MPa。保压水冷降温至室温，最终制得玻纤含量在60％的连续玻纤织物加强的目标制件。

实施例3

本发明实施例复合塑料布的制备方法如下：

将467D规格的尼龙6树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数134g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入2.5％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与两层尼龙纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合塑料布。其中两侧尼龙布面密度均为134g/m²，玻纤布的面密度为320g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为37%。

本发明实施例复合塑料布应用方法如下：

将所述复合塑料布置于高级汽车外壳模具中；

将所述产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度240℃，预压时间55s，预压压力6MPa；保压温度255℃，保压时间200s，保压压力15MPa，放气次数6次；定型温度260℃，保压时间100s，保压压力15MPa。保压水冷降温至室温得玻纤含量在37％的连续玻纤织物加强的目标制件。

实施例4

本发明实施例复合塑料布的制备方法如下：

将467D规格的尼龙66树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数160g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入2％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与两层尼龙纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合塑料布。其中两侧尼龙布面密度均为160g/m²，玻纤布的面密度为320g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为50%。

本发明实施例复合塑料布应用方法如下：

将所述复合塑料布置于小型笔记本外壳模具中；

将所述产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度245℃，预压时间60s，预压压力7MPa；保压温度260℃，保压时间239s，保压压力17MPa，放气次数76次；定型温度265℃，保压时间139s，保压压力17MPa。保压水冷降温至室温得玻纤含量在50％的连续玻纤织物加强的目标制件。

对比例1

本对比例复合纤维布的制备方法如下：

将467D规格的尼龙6树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数160g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入1％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与每侧各两层共四层的上述规格纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合纤维布。其中两侧尼龙布面密度均为160g/m²，玻纤布的面密度为200g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为24%。

本对比例复合纤维布应用方法如下：

将所述复合纤维布根据模具形状、厚度进行裁剪，置于预定的产品模具中，如小型笔记本外壳模具，本处为测试性能方便选取24X24X0.3cm的平板模具；

将所述产品模具中的复合纤维布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度245℃，预压时间60s，预压压力7MPa；保压温度260℃，保压时间239s，保压压力17MPa，放气次数76次；定型温度265℃，保压时间139s，保压压力17MPa。保压水冷降温至室温得玻纤含量在24％的连续玻纤织物加强的目标制件。

对比例2

本发明实施例复合纤维布的制备过程如下：

将222D规格的尼龙6树脂纤维织造成布，纤维布规格为等经纬数50g/m²的斜纹布；

将玻纤布浸入1％的KH550偶联剂的水溶液当中，然后在导辊机引导下与两层上述规格尼龙纤维布形成玻纤布在中间尼龙纤维布在两边的三明治结构，之后经由拉挤、平整、烘干等工序呈平整结构，最后以尼龙纤维扎制成三层复合布结构，得到复合纤维布。其中两侧尼龙布的面密度均为50g/m²，玻纤布的面密度为320g/m²，单位面积复合纤维布中玻纤含量为76%。

本发明实施例复合纤维布应用方法如下：

将所述复合纤维布根据模具形状、厚度进行裁剪，置于硬式防弹插板背板模具，本处为测试性能方便选取24X24X0.3cm的平板模具；

将所述产品模具中的复合纤维布进行热熔模压加工处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度230℃，预压时间30s，预压压力3MPa；保压温度240℃，保压时间120s，保压压力7MPa，放气次数3次；定型温度250℃，保压时间60s，保压压力7MPa。保压水冷降温至室温，制得玻纤含量在76％的连续玻纤织物加强的目标制件。

性能测试：

按ASTM测试标准，以万能制样机切割加工制样，对材料性能进行测试。

实施例1~4及对比例1~2配方及材料性能见表1：

表1

由上表可以看出，纤维树脂复合的模压材料具有极好的强度，玻纤含量在70％时材料的机械性能最好，同时玻纤含量在37~70%之间的树脂复合材料能很好的反应性能与玻纤含量间的线性关系，说明在树脂和玻纤完全充分浸润的条件下，材料性能由玻纤含量决定。而对比例1中，由于玻纤含量过少，难以使过量的树脂与玻纤做到均匀分散，其制件受力后易在树脂富集处首先发生断裂，进而造成整体破坏，未发挥该类材料的优势性能，而且由于树脂纤维的含量高，使其纺织加工与热熔加工成本都较高，导致产品制件性价比较低；与其相对，76%的玻纤含量复合材料由于树脂过少，难以做到对纤维的充分浸润，使得产品制件在受力后在浸润不充分的部分没有树脂分散受力，使该处纤维首先发生断裂，进而破坏复合材料整体性，由该断裂处产生受力集中，使制件整体破坏，因此其性能不再随玻纤含量增加而提升，同时其浸润不完全一定程度上还对制件外观造成不利影响，降低产品的成品率，增加生产加工成本。综上，50~70%间的玻纤含量的复合材料是最佳的配比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种复合塑料布的应用方法，所述复合塑料布包括依次层叠的第一尼龙布层、玻纤布层和第二尼龙布层，按所述复合塑料布重量计，所述第一尼龙布层和第二尼龙布层的重量百分比总和为45～64％，所述玻纤布层的重量百分比为36～55％；其中，所述第一尼龙布层和第二尼龙布层的重量比为1：1，所述玻纤布层为经过偶联剂表面处理后的玻纤布层；

所述复合塑料布的应用方法包括：

将所述复合塑料布置于预定的产品模具中；

将所述产品模具中的复合塑料布进行热熔模压处理，所述热熔模压处理的工艺条件为：

预压温度230～265℃，预压时间30-60s，预压压力3-7MPa；保压温度240～275℃，保压时间120～239s，保压压力7-19MPa，放气次数3-7次；定型温度260～275℃，保压时间60～179s，保压压力7-19MPa。

2.如权利要求1所述的复合塑料布的应用方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

3.如权利要求1所述的复合塑料布的应用方法，其特征在于，所述复合塑料布的相对密度为1.31～1.91。

4.如权利要求1所述的复合塑料布的应用方法，其特征在于，所述第一尼龙布层和第二尼龙布层中尼龙纤维的相对密度均为1.13～1.15。