CN103509266A - 一种热塑性泡沫复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于泡沫复合材料技术领域，公开了一种热塑性泡沫复合材料及其制备方法。该复合材料由以下重量份数的组分制成：0.1~70份连续纤维，30~99.9份预发泡塑料。制备方法如下：将0.1~70份连续纤维和30~99.9份预发泡塑料冲切成片料，置于模具型腔内，温度控制在140~300℃，加压0.1~15MPa，模压5~30分钟；开模，制备得到热塑性泡沫复合材料。本发明的复合材料具有质量轻、抗冲击性能好，强度高等优点。

Description

一种热塑性泡沫复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于泡沫复合材料技术领域，涉及一种热塑性泡沫复合材料及其制备方法。

背景技术

泡沫塑料是以树脂为基础制成内部具有大量微小气孔的塑料制品。泡沫塑料的通性是质量轻，比同种塑料要轻几倍甚至几十倍。泡沫塑料由于有无数小孔，因此不易传热、能吸音、绝缘、防震等。泡沫塑料可用作绝热材料、吸音材料、运动材料、过滤材料、室内装饰材料、浮漂物、绝缘材料等，由于泡沫塑料具有上述优良性能，人们日常生活中广泛的应用。

泡沫塑料在应用的过程中，由于本身含有大量的气孔，所以力学性能很差。如何提高发泡塑料制品的力学性能是当前急需解决的难题。为了解决这个问题，业内技术人员一般都是向发泡塑料制品内添加短纤维来提高制品的力学性能。然而，短纤维增强的效果不是特别突出，还需要用更好的方法来提高发泡塑料的力学性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种热塑性泡沫复合材料，该复合材料具有质量轻、抗冲击性能好，强度高等优点。

本发明的另一个目的是提供一种上述热塑性泡沫复合材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种热塑性泡沫复合材料，该复合材料由以下重量份数的组分制成：0.1~70份连续纤维，30~99.9份预发泡塑料。

所述的连续纤维选自玻璃纤维布、玻璃纤维毡、碳纤维布或碳纤维毡中的一种或一种以上。

所述的预发泡塑料由以下重量份数的组分制成：热塑性树脂100份，发泡剂1~30份，交联剂0.05~5份，助剂0~50份。

所述的热塑性树脂选自聚苯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯。

所述的发泡剂选自偶氮二甲酰胺或碳酸氢铵中的一种或一种以上。

所述的交联剂选自过氧化二异丙苯、二乙烯基苯或偶氮二异丁腈中的一种或一种以上。

所述的助剂选自活化剂、阻燃剂或填料中的一种或一种以上。

所述的活化剂为三碱式硫酸铅。

所述的阻燃剂选自氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或一种以上。

所述的填料选自滑石粉或碳酸钙中的一种或一种以上。

本发明还提供了一种上述热塑性泡沫复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

将0.1~70份连续纤维和30~99.9份预发泡塑料冲切成片料，置于模具型腔内，温度控制在140~300℃，加压0.1~15MPa，模压5~30分钟；开模，制备得到热塑性泡沫复合材料。

所述的预发泡塑料的制备方法如下：

称取热塑性树脂100份、发泡剂1~30份，交联剂0.05~5份和助剂0~50份，混炼1~10分钟，温度控制在100~160℃，制成片状。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

本发明材料力学性能优异，尤其是强度高，抗冲击性能好。本发明产品可应用于汽车、火车、轮船、航空、建筑、体育、军工、交通、水利设施、家电、电力设备、电子领域。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明材料的力学性能测试的标准如下：

拉伸性能的测试：GB1040/T-1992，塑料拉伸性能试验方法，拉伸速度5mm/min。

弯曲性能的测试：GB/T 9341塑料的弯曲性能测试方法，弯曲速度10mm/min。冲击性能的测试：悬臂梁缺口冲击强度按照GB/T1843-1996，塑料悬臂梁冲击试验方法。

实施例1

1）制备聚氯乙烯预发泡塑料

称取聚氯乙烯100份，偶氮二甲酰胺1份，过氧化二异丙苯0.05份，在混炼机混炼1分钟，温度控制在100℃，制成片状。

2）模压成型

把0.1份玻璃纤维布、99.9份预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在165℃，加压15MPa，模压5分钟。开模，制备得到聚氯乙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

实施例2

1）制备聚乙烯预发泡塑料

称取聚乙烯100份，偶氮二甲酰胺20份，过氧化二异丙苯1份，三碱式硫酸铅4份，16份滑石粉，30份氢氧化镁在混炼机混炼3分钟，温度控制在120℃，制成片状。

2）模压成型

把10份玻璃纤维毡、90份聚乙烯预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在140℃，加压0.1MPa，模压30分钟。开模，制备得到聚乙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

实施例3

1）制备聚丙烯预发泡塑料

称取聚丙烯100份，偶氮二甲酰胺3份，过氧化二异丙苯0.2份，三碱式硫酸铅4份，在混炼机混炼3分钟，温度控制在160℃，制成片状。

2）模压成型

把30份碳纤维布、70份聚丙烯预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在220℃，加压10MPa，模压15分钟。开模，制备得到聚丙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

实施例4

1）制备聚苯乙烯预发泡塑料

称取聚苯乙烯100份，偶氮二异丁腈2.8份，碳酸氢铵2.8份，在混炼机混炼3分钟，温度控制在120℃，制成片状。

2）模压成型

把50份碳纤维毡、50份聚苯乙烯预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在160℃，加压5MPa，模压10分钟。开模，制备得到聚苯乙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

实施例5

1）制备乙烯-醋酸乙烯共聚物预发泡塑料

称取乙烯-醋酸乙烯共聚物100份，偶氮二甲酰胺5份，过氧化二异丙苯1份，二乙烯基苯1份，三碱式硫酸铅1份，在混炼机混炼3分钟，温度控制在120℃，制成片状。

2）模压成型

把70份玻璃纤维布、30份乙烯-醋酸乙烯共聚物预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在180℃，加压1MPa，模压20分钟。开模，制备得到聚苯乙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

实施例6

1）制备聚乙烯预发泡塑料

称取聚苯乙烯100份，偶氮二甲酰胺20份，过氧化二异丙苯1份，三碱式硫酸铅4份，5份碳酸钙，15份氢氧化铝在混炼机混炼3分钟，温度控制在120℃，制成片状。

2）模压成型

把25份玻璃纤维毡、75份聚苯乙烯预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在140℃，加压0.1MPa，模压30分钟。开模，制备得到聚乙烯热塑性泡沫复合材料。性能测试结果见表1。

表1

	拉伸强度(MPa)	断裂伸长率	弯曲强度(MPa)	缺口冲击强度(kJ/m2)
					实施例1	139	2.3	147	171
实施例2	116	1.1	121	冲不断（5j）
					实施例3	135	2.2	139	冲不断（5j）
实施例4	109	1.2	110	冲不断（5j）
					实施例5	178	2.7	180	冲不断（5j）
实施例6	162	1.9	172	冲不断（5j）

通过上述实施实例、对比例的力学性能对比，可以看出，本发明方法成型的热塑性泡沫复合材料具有高强度、高抗冲击性能等特性，适用于汽车、火车、轮船、航空、建筑、体育、军工、交通、水利设施、家电、电力设备、电子领域。

实施例7

1）制备聚乙烯预发泡塑料

称取聚苯乙烯100份，偶氮二甲酰胺30份，过氧化二异丙苯5份，三碱式硫酸铅4份，5份碳酸钙，11份氢氧化铝在混炼机混炼10分钟，温度控制在140℃，制成片状。

2）模压成型

把40份玻璃纤维毡、60份聚苯乙烯预发泡塑料按所要加工制品的形状冲切成所需要的尺寸片料，置于模具型腔内，温度控制在300℃，加压8MPa，模压25分钟。开模，制备得到聚乙烯热塑性泡沫复合材料。

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)

1.一种热塑性泡沫复合材料，其特征在于：该复合材料由以下重量份数的组分制成：0.1~70份连续纤维，30~99.9份预发泡塑料。

2.根据权利要求1所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的连续纤维选自玻璃纤维布、玻璃纤维毡、碳纤维布或碳纤维毡中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的预发泡塑料由以下重量份数的组分制成：热塑性树脂100份，发泡剂1~30份，交联剂0.05~5份，助剂0~50份。

4.根据权利要求3所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的热塑性树脂选自聚苯乙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯、聚氯乙烯或聚碳酸酯。

5.根据权利要求3所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的发泡剂选自偶氮二甲酰胺或碳酸氢铵中的一种或一种以上。

6.根据权利要求3所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的交联剂选自过氧化二异丙苯、二乙烯基苯或偶氮二异丁腈中的一种或一种以上。

7.根据权利要求3所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的助剂选自活化剂、阻燃剂或填料中的一种或一种以上。

8.根据权利要求7所述的热塑性泡沫复合材料，其特征在于：所述的活化剂为三碱式硫酸铅；

所述的阻燃剂选自氢氧化镁或氢氧化铝中的一种或一种以上；

所述的填料选自滑石粉或碳酸钙中的一种或一种以上。

9.权利要求1至8任一所述的热塑性泡沫复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

将0.1~70份连续纤维和30~99.9份预发泡塑料冲切成片料，置于模具型腔内，温度控制在140~300℃，加压0.1~15MPa，模压5~30分钟；开模，制备得到热塑性泡沫复合材料。

10.根据权利要求9所述的热塑性泡沫复合材料的制备方法，其特征在于：所述的预发泡塑料的制备方法如下：

称取热塑性树脂100份、发泡剂1~30份，交联剂0.05~5份和助剂0~50份，混炼1~10分钟，温度控制在100~160℃，制成片状。