CN103361883A - 玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明属于特种功能纤维复合板领域，涉及一种玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材及其制备方法和用途。该复合板材由玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡及覆盖在该玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡上的聚四氟乙烯薄膜制成，其中该玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡由包括以下质量百分比的组分制成：玻璃纤维30-70％，聚苯硫醚纤维30-70％。本发明制备的复合板材具有良好的阻燃特性和耐热性能，生产工艺简便易行，节约了生产成本；另外该板材具有优良的综合力学性能，通过本发明提供的技术，也可以实现纤维复合材料轻量化。综上所述，本发明生产的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃轻质板材具有良好的阻燃性、耐热性、成型加工性和优异的综合力学性能。

Description

玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于特种功能纤维复合板领域，涉及一种玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材及其制备方法和用途。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)是一种新型高性能热塑性树脂，它具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点，在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用。近年来，国内企业积极研发，并初步形成了一定的生产能力，改变了以往完全依赖进口的状况。但是，中国PPS技术还存在产品品种少、高功能产品少、产能急待扩大等问题，这些将是PPS下一步发展的重点。
中国专利CN101386218B公开了一种聚苯硫醚纤维复合层压板材的制造方法。该法以聚苯硫醚PPS树脂构织物/增强长纤维层单元结构顺序叠合，层间采用热塑性EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜层粘合，复合层经冷压后，在高频电加热层压模中高温熔融热压成型；该层压板兼具聚苯硫醚纤维的诸多优点，适用于航空航天等高温隔热材料及低温绝热材料等极端领域。
中国专利CN101862567A公开了一种耐高温纤维层复合过滤材料及其制作方法。该法采用PPS纤维和PTFE纤维混合、开送、梳理成网，然后将平面网状纤维铺成混合纤维层，在两层混合纤维层之间加入PTFE基布层，然后针刺成复合过滤材料，然后进行定型、表面处理即得性能良好的过滤材料。
以上专利均为PPS纤维的功能性应用，随着工业的飞速发展，PPS纤维的应用将会日趋广泛。基于PPS在阻燃性上的明显优势，本发明的目的旨在提供一种自阻燃的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材及其制备方法，来取代目前在汽车内饰件轻质板材在阻燃性上的限制。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术中的缺陷而提供一种玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材及其制备方法和用途。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材，由包括以下质量百分比的组分制成：
玻璃纤维                30-70％，
聚苯硫醚纤维            30-70％。
所述的玻璃纤维长度为60-80mm。
所述的玻璃纤维为白色。
所述的聚苯硫醚纤维长度为60-100mm。
所述的聚苯硫醚纤维为白色或微黄色。
一种上述玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡；
(2)将玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡烘焙热压成型。
所述的步骤(1)中，制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡包括以下步骤：将质量百分比为30-70％的玻璃纤维和质量百分比为30-70％的聚苯硫醚纤维均匀混合，进行开松处理，梳理成形，交叉铺网，针刺成毡，辊压制备得到玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡。
所述的步骤(1)中玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡的面密度在1400-1600g/cm2。
所述的步骤(1)的辊压温度为常温。
所述的开松处理包括粗开松和精开松。
所述的针刺成毡包括预针刺成毡和主针刺成毡，其中预针刺的频率为400-500次/min，针刺面积为6000-8000针/m2；主针刺频率为500-600次/min，针刺面积为8000-9000针/m2。
所述的步骤(2)中，烘焙热压成型包括以下步骤：将步骤(1)制备得到的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡进行放卷引毡，第一次加热塑化，预压成型，第二次加热塑化，冷却，制成产品。
所述的步骤(2)中，放卷引毡的放卷速度为2-3m/min，与生产线速度同步。
所述的第一次加热塑化采用红外烘箱进行加热，加热温度为285-300℃。
所述的预压成型采用预压辊进行预压成型。
所述的第二次加热塑化采用电热丝烘箱进行加热，加热温度为300-330℃。
一种上述玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材用作防火材料的用途。
本发明同现有轻质热塑性板材相比，具有如下优点和有益效果：
本发明制备的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材，因原料玻璃纤维和聚苯硫醚纤维本身高的阻燃性，赋予该种板材良好的阻燃特性和耐热性能，既克服了现有轻质板材阻燃性能上的限制，又简化了生产工艺，节约了生产成本；另一方面，板材是由纤维交叉铺网、针刺成毡而成的，两种纤维之间具有良好的亲和性，因此该板材具有优良的综合力学性能，通过本发明提供的技术，也可以实现纤维复合材料轻量化。综上所述，本发明生产的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃轻质板材具有良好的阻燃性、耐热性、成型加工性和优异的综合力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维50，聚苯硫醚纤维50；
生产该种自阻燃纤维复合板材的方法：图1为本发明的工艺流程示意图，将50kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维，和50kg长度为60-100mm的白色或微黄色聚苯硫醚纤维均匀混合，将混合好的纤维投入开送机进行粗开送和精开送处理；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成形，梳理后送入铺网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡，预针刺频率为400次/min，针刺面积为6000针/m2；将预针刺好的毡继续送入主针刺机进行主针刺，主针刺频率为500次/min，针刺面积为8000针/m2。后常温经过辊压机辊压，制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡卷材。本实施例中复合毡的面密度是1400g/cm2。
开启热压辊，辊压在285-300℃内开启电热丝烘箱和红外烘箱；打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2m/min；第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为285℃；预压成型，采用预压辊进行预压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至300℃，升起热复合辊，将基毡送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规格的成品。性能测试结果见表1。
实施例2
按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维30，聚苯硫醚纤维70；
生产该种自阻燃纤维复合板材的方法：将30kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维和70kg长度为60-100mm的聚苯硫醚纤维均匀混合，将混合好的纤维投入开送机进行粗开送和精开送处理；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成形，梳理后送入铺网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡，预针刺频率为450次/min，针刺面积为7000针/m2；将预针刺好的毡继续送入主针刺机进行主针刺，主针刺频率为550次/min，针刺面积为8500针/m2。后常温经过辊压机辊压，制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡卷材。本实施例中复合毡的面密度是1500g/cm2。
开启热压辊，温度在285-300℃内开启电热丝烘箱和红外烘箱；打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为2.5m/min；第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为292℃；预压成型，采用预压辊进行预压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至315℃，升起热复合辊，将基毡送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规格的成品。性能测试结果见表1。
实施例3
按照下面的重量称取原料(kg)：玻璃纤维70，聚苯硫醚纤维30；
生产该种自阻燃纤维复合板材的方法：将70kg长度为60-80mm的白色玻璃纤维和30kg长度为60-100mm的聚苯硫醚纤维均匀混合，将混合好的纤维投入开送机进行粗开送和精开送处理；将开松处理过的混合纤维输送至梳理机进行梳理成形，梳理后送入铺网机中交叉铺网；将铺好的纤维网输送至预针刺机进行预针刺成毡，预针刺频率为500次/min，针刺面积为8000针/m2；将预针刺好的毡继续送入主针刺机进行主针刺，主针刺频率为600次/min，针刺面积为9000针/m2，后常温经过辊压机辊压，制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡卷材。本实施例中复合毡的面密度是1600g/cm2。
开启热压辊，温度在285-300℃、开启电热丝烘箱和红外烘箱；打开放卷机放卷引毡，放卷引毡的放卷速度与生产线速度同步，放卷速度为3m/min；第一次加热塑化，采用红外烘箱进行加热至温度为300℃；预压成型，采用预压辊进行预压成型，第二次加热塑化，采用电热丝烘箱进行加热至330℃，升起热复合辊，将基毡送入热复合辊中，待基毡拉平整后降下热复合辊，经水冷辊压冷却成板材，按照工艺单要求，剪裁成要求规格的成品。性能测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出采用本发明实施例工艺生产的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维自阻燃复合板材在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能方面均有良好的效果。同时，从水平燃烧也发现，该种纤维复合板材本身具有优越的阻燃性和耐热性，可用作耐高温防火材料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材，其特征在于：由包括以下质量百分比的组分制成：
玻璃纤维           30-70％，
聚苯硫醚纤维       30-70％。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材，其特征在于：所述的玻璃纤维长度为60-80mm；
或所述的聚苯硫醚纤维长度为60-100mm。
3.一种上述权利要求1-2中任一所述的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡；
(2)将玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡烘焙热压成型。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，制备玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡包括以下步骤：将质量百分比为30-70％的玻璃纤维和质量百分比为30-70％的聚苯硫醚纤维均匀混合，进行开松处理，梳理成形，交叉铺网，针刺成毡，辊压制备得到玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡的面密度在1400-1600g/cm2；
或所述的步骤(1)的辊压温度为常温；
或所述的开松处理包括粗开松和精开松；
或所述的针刺成毡包括预针刺成毡和主针刺成毡，其中预针刺的频率为400-500次/min，针刺面积为6000-8000针/m2；主针刺频率为500-600次/min，针刺面积为8000-9000针/m2。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，烘焙热压成型包括以下步骤：将步骤(1)制备得到的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合毡进行放卷引毡，第一次加热塑化，预压成型，第二次加热塑化，冷却，制成产品。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，放卷引毡的放卷速度为2-3m/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的第一次加热塑化采用红外烘箱进行加热，加热温度为285-300℃；
或所述的预压成型采用预压辊进行预压成型。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述的第二次加热塑化采用电热丝烘箱进行加热，加热温度为300-330℃。
10.一种权利要求1-2中任一所述的玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材用作防火材料的用途。
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