CN103881176A - 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途 - Google Patents

一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN103881176A
CN103881176A CN201210560389.6A CN201210560389A CN103881176A CN 103881176 A CN103881176 A CN 103881176A CN 201210560389 A CN201210560389 A CN 201210560389A CN 103881176 A CN103881176 A CN 103881176A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sheet material
continuous
parts
fibre
fiber reinforced
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210560389.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103881176B (zh
Inventor
康楠
韩雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical LIAONING LIAOJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201210560389.6A priority Critical patent/CN103881176B/zh
Publication of CN103881176A publication Critical patent/CN103881176A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103881176B publication Critical patent/CN103881176B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14—Copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/017—Additives being an antistatic agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/04—Antistatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种煤矿专用箕斗所用的高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途。该板材由包括以下重量份的组分制成：连续纤维45~50份，热塑性树脂50~55份，抗氧剂0.2~1份，阻燃剂10~20份，抗静电剂10~20份。采用本发明制备的连续纤维增强热塑性板材具有使用寿命高于钢质，耐磨性是炭钢及不锈钢的3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料；抗冲击性强度高，冲击强度大于450KJ/cm2、综合机械性能好，耐酸、碱、盐腐蚀、抗老化，耐低温，重量轻，比重是钢材的1/8，是替代全钢箕斗侧、底板的理想材料。

Description

一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种煤矿专用箕斗所用的高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途。
背景技术
箕斗是提升煤炭的专用提升容器,是煤矿竖井的主要运输设备，主要用于煤炭的提升运输、各种工具的运输以及人员的运输。由于运输过程中，载重较大，因此对制备箕斗的材料的要求较高，目前箕斗的制备材料多采用金属材质，其中，钢铝合金结构轻型斜井提煤箕斗和钢塑结构轻型斜井提煤箕斗，大多是以钢结构为骨架，高强度铝合金或是高强度工程塑料为箱体板料，虽然高强度的工程塑料作为箱体板料可以降低箕斗自身的重量，但是其价格一般较高。如果能够使用通用的塑料来制备箕斗的箱体板料，将大幅降低材料的成本。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途。本发明提供的高强度板材可以替代目前箕斗中的钢板，达到减轻箕斗自重，增加装载量，达到降低能耗的目的。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种连续纤维增强热塑性板材，由包括以下重量份的组分制成：
连续纤维                   45~50份，
热塑性树脂                 50~55份，
抗氧剂                     0.2~1份，
阻燃剂                     10~20份，
抗静电剂                   10~20份。
所述的连续纤维为无机连续纤维，选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上；优选为玻璃纤维和碳纤维按9：1的重量比组成。
所述的热塑性树脂选自聚烯烃或聚酰胺。
所述的聚烯烃为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。
所述的聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212；
所述的抗氧剂选自四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或硫代二丙酸双酯中的一种或一种以上。
所述的阻燃剂选自卤系阻燃剂或磷系阻燃剂中的一种或一种以上。
所述的卤系阻燃剂选自十溴二苯乙烷或氯乙烯中的一种或一种以上。
所述的磷系阻燃剂选自三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂）、间苯二酚双膦酸脂（RDP）、双酚A二（二苯基）膦酸脂（BPAPP）或红磷中的一种或一种以上。
所述的抗静电剂为高分子型抗静电剂或导电母粒抗静电剂。
所述的高分子型抗静电剂选自环氧乙烷或环氧乙烷与其衍生物的共聚物或聚丙烯酰胺季铵盐，优选的所述环氧乙烷衍生物为一乙二醇胺、二乙二醇胺或三乙二醇胺。
所述的导电母粒抗静电剂为导电炭黑母粒。
所述的导电炭黑母粒为超导电炭黑和树脂经过共混挤出制成的母粒。其中超导电炭黑与树脂的重量比为（1~3）:1。
所述的导电炭黑母粒中的树脂选自聚烯烃或聚酰胺。
所述的聚烯烃为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。
所述的聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212。
一种上述的连续纤维增强热塑性板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按重量份秤取50~55份的热塑性树脂、0.2~1份抗氧剂、10~20份阻燃剂、10~20份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀；然后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将45~50重量份的连续纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至30~50℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）将铺放好的预浸料移入模具内，在模具内或材料表面，喷涂脱模剂或铺放脱模材料，然后放入热成型机内无压力合模进行预热，待预浸料软化后加压保温，然后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力不变，待物料冷却后，开模取出板材。
所述的步骤（1）中连续纤维在浸渍前经过预处理，该预处理包括对连续纤维进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为200-220℃，预加热时间为3-5s。
所述的步骤（3）中脱模剂选自硅油型脱模剂、氟型脱模剂或聚醚型脱模剂；所述的脱模材料为比基体树脂熔点高20℃以上的薄膜材料，优选聚酯薄膜或聚四氟乙烯膜；
所述的步骤（3）中的热成型机为真空袋热成型机或模压热成型机，热成型机的加热方法为导热油加热、电加热或电磁辐射加热；
所述的步骤（3）中预热温度为物料的软化温度，预热时间为2~3min，所述热压的压力为0.6~2.5MPa，保温保压的时间为8~10min。
一种上述的连续纤维增强热塑性板材用作煤矿箕斗材料的用途。
相比现有技术，本发明的优点是：
通过通用采用连续纤维增强树脂预浸料制成的复合板材替代箕斗中的钢板，以合理的结构和制作工艺，满足了减轻箕斗自重，增加有效装载量，达到降低能耗的目的。
采用本发明制备的连续纤维增强热塑性板材具有使用寿命高于钢质,耐磨性是炭钢及不锈钢的3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料；抗冲击性强度高，冲击强度大于450KJ/cm2、综合机械性能好，耐酸、碱、盐腐蚀、抗老化，耐低温，重量轻，比重是钢材的1/8，是替代全钢箕斗侧、底板的理想材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施例中除特殊说明外，所采用的组分均为重量份。
实施例1
连续玻璃纤维和碳纤维增强尼龙6板材
本实施例中热塑性树脂为尼龙6（尼龙6为1030日本三菱产），整个体系中添加了0.1份汽巴公司抗氧剂1098，0.1份巴斯夫抗氧剂1010，15份阻燃剂十溴二苯乙烷，以及20份高分子型静电剂聚丙烯酰胺季铵盐作为抗静电剂。
本实施例中的连续纤维增强热塑性板材的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份秤取55份的热塑性树脂、0.2份抗氧剂、15份阻燃剂、20份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将40.5份连续玻璃纤维和4.5份连续碳纤维均匀排列成带状，进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节，然后导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至50℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过几个机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为200℃，预加热时间为3s；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，制作板材的规格为2000mm*2000mm*12mm，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）在铺放好的预浸料上铺放一层聚四氟乙烯薄膜作为脱模材料，然后移入模具内，然后放入热成型机内无压力合模预热，上模板设置温度为225℃，下模板的温度为常温，预热3min后预浸料开始软化，进行加压，压力为1MPa，保压时间为8min，后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力为1MPa不变，待物料冷却后，开模取出板材，得到所述连续纤维增强热塑性板材。
将所述连续纤维增强热塑性板材组装成为煤矿斜井箕斗：除钢结构外，斗箱侧板、底板、前后挡板、防洒挡板等，均采可采用此连续纤维增强树脂板材，其性能特点：使用寿命高于钢质,耐磨性是炭钢及不锈钢的3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料；抗冲击性强度高，冲击强度大于450KJ/cm2、综合机械性能好，耐酸、碱、盐腐蚀、抗老化，耐低温，重量轻，比重是钢材的1/8，是替代全钢箕斗侧、底板的理想材料。
实施例2
连续玻璃纤维增强聚丙烯板材
本实施例中热塑性树脂为韩国三星FH44聚丙烯，整个体系中添加了0.2份汽巴公司抗氧剂1098，0.3份巴斯夫抗氧剂1010，15份阻燃剂十溴二苯乙烷，以及10份炭黑母粒，炭黑母粒（其中超导电炭黑与聚丙烯树脂的重量比为1:1）。
本实施例中的连续纤维增强热塑性板材的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份秤取50份的热塑性树脂、0.5份抗氧剂、15份阻燃剂、10份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将50份连续玻璃纤维均匀排列成带状，进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节，然后导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至30℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过几个机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为220℃，预加热时间为5s；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，制作板材的规格为2000mm*2000mm*15mm，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）在铺放好的预浸料上铺放一层聚四氟乙烯薄膜作为脱模材料，然后移入模具内，然后放入热成型机内无压力合模预热，上模板设置温度为165℃，下模板的温度为常温，预热2min后预浸料开始软化，进行加压，压力为1MPa，保压时间为8min，后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力为1MPa不变，待物料冷却后，开模取出板材，得到所述连续纤维增强热塑性板材。
实施例3
连续玻璃纤维增强聚酰胺板材
本实施例中热塑性树脂为德国VESTAMID Terra DS18聚酰胺树脂，整个体系中添加了0.5份汽巴公司抗氧剂1098，0.5份巴斯夫抗氧剂1010，15份阻燃剂三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂），以及10份炭黑母粒（其中超导电炭黑与聚酰胺树脂的重量比为3:1），整个体系中无须添加碳纤维网，来增强其导电性。
本实施例中的连续纤维增强热塑性板材的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份秤取50份的热塑性树脂、1份抗氧剂、10份阻燃剂、10份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将50份连续玻璃纤维均匀排列成带状，进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节，然后导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至45℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过几个机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为220℃，预加热时间为5s；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，制作板材的规格为2000mm*2000mm*15mm，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）在铺放好的预浸料上铺放一层聚四氟乙烯薄膜作为脱模材料，然后移入模具内，然后放入热成型机内无压力合模预热，上模板设置温度为235℃，下模板的温度为常温，预热3min后预浸料开始软化，进行加压，压力为1MPa，保压时间为8min，后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力为1MPa不变，待物料冷却后，开模取出板材，得到所述连续纤维增强热塑性板材。
实施例4
连续硼纤维增强尼龙1010板材
本实施例中热塑性树脂为尼龙1010，连续纤维为连续硼纤维，抗氧剂为双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚；阻燃剂为双酚A二（二苯基）膦酸脂（BPAPP）；抗静电剂为环氧乙烷与二乙二醇胺的共聚物。
本实施例中的连续纤维增强热塑性板材的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份秤取50份的热塑性树脂、0.2份抗氧剂、20份阻燃剂、20份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将45份连续硼纤维均匀排列成带状，进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节，然后导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至50℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过几个机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为220℃，预加热时间为3s；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，制作板材的规格为2000mm*2000mm*12mm，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）在铺放好的预浸料上铺放一层聚四氟乙烯薄膜作为脱模材料，然后移入模具内，然后放入热成型机内无压力合模预热，上模板设置温度为225℃，下模板的温度为常温，预热3min后预浸料开始软化，进行加压，压力为2.5MPa，保压时间为8min，后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力为2.5MPa不变，待物料冷却后，开模取出板材，得到所述连续纤维增强热塑性板材。
实施例5
连续玄武岩纤维增强共聚聚丙烯板材
本实施例中热塑性树脂为共聚聚丙烯，连续纤维为连续玄武岩纤维，抗氧剂为四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯；阻燃剂为间苯二酚双膦酸脂（RDP）；抗静电剂为导电炭黑母粒（天津亿博瑞化工生产的牌号为F900）。
本实施例中的连续纤维增强热塑性板材的制备方法包括以下步骤：
（1）按重量份秤取55份的热塑性树脂、1份抗氧剂、10份阻燃剂、10份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将50份连续玄武岩纤维均匀排列成带状，进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节，然后导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续玄武岩纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至30℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
所述张力调节具体为连续纤维经过一个牵引辊后，通过几个机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为200℃，预加热时间为5s；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，制作板材的规格为2000mm*2000mm*12mm，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）在铺放好的预浸料上铺放一层聚四氟乙烯薄膜作为脱模材料，然后移入模具内，然后放入热成型机内无压力合模预热，上模板设置温度为225℃，下模板的温度为常温，预热2min后预浸料开始软化，进行加压，压力为0.6MPa，保压时间为10min，后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力为0.6MPa不变，待物料冷却后，开模取出板材，得到所述连续纤维增强热塑性板材。
上述各实施例中制备的连续纤维增强热塑性板材用作煤矿箕斗材料的用途。
对实施例1~3中制得的产品进行性能测试，测试结果见表1：
表1
拉伸强度（MPa） 阻燃级别 表面电阻率（Ω）
测试标准 ASTMD790 UL94 GB/T15662
实施例1 280 V0 1.3*107
实施例2 245 V0 2.4*106
实施例3 265 V0 2.0*106
实施例4 255 V0 5.9*106
实施例5 220 V0 3.0*108
从测试数据中可以看出，实例1与实例3中由于添加的抗静电剂不同，故导致板材的表面电阻率不同，炭黑母粒在抗静电效果上强于高分子型抗静电剂，但由于炭黑母粒在成型时易团聚，易影响热塑性树脂的流动性，影响了复合效果，使得材料的力学性能低于高分子型抗静电剂，在实际应用中，可以根据产品的具体使用的情况以及所要达到的效果进行具体使用。
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使用本发明。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，本实发明不限于上述实施例，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)

1.一种连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：由包括以下重量份的组分制成：
连续纤维                    45~50份，
热塑性树脂                  50~55份，
抗氧剂                      0.2~1份，
阻燃剂                      10~20份，
抗静电剂                    10~20份。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：所述的连续纤维为无机连续纤维，选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上；优选为玻璃纤维和碳纤维按9：1的重量比组成。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：所述的热塑性树脂选自聚烯烃或聚酰胺；其中所述的聚烯烃优选为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯；所述的聚酰胺优选为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212。
4.根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：所述的抗氧剂选自四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或硫代二丙酸双酯中的一种或一种以上；
或所述的阻燃剂选自卤系阻燃剂或磷系阻燃剂中的一种或一种以上；其中所述的卤系阻燃剂优选十溴二苯乙烷或氯乙烯中的一种或一种以上；所述的磷系阻燃剂优选自三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂）、间苯二酚双膦酸脂、双酚A二（二苯基）膦酸脂或红磷中的一种或一种以上；
或所述的抗静电剂为高分子型抗静电剂或导电母粒抗静电剂。
5.根据权利要求4所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：其中所述的高分子型抗静电剂选自环氧乙烷或环氧乙烷与其衍生物的共聚物或聚丙烯酰胺季铵盐；其中所述环氧乙烷衍生物进一步优选为一乙二醇胺、二乙二醇胺或三乙二醇胺；
或所述的导电母粒抗静电剂为导电炭黑母粒，所述的导电炭黑母粒为超导电炭黑和树脂经过共混挤出制成的母粒；其中超导电炭黑与树脂的重量比为（1~3）:1；所述的导电炭黑母粒中的树脂选自聚烯烃或聚酰胺；所述的聚烯烃优选为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯；所述的聚酰胺优选为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212。
6.一种上述权利要求1-5中任一所述的连续纤维增强热塑性板材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按重量份秤取50~55份的热塑性树脂、0.2~1份抗氧剂、10~20份阻燃剂、10~20份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀；然后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将45~50重量份的连续纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至30~50℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；
（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；
（3）将铺放好的预浸料移入模具内，在模具内或材料表面，喷涂脱模剂或铺放脱模材料，然后放入热成型机内无压力合模进行预热，待预浸料软化后加压保温，然后开模；
（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力不变，待物料冷却后，开模取出板材。
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（1）中连续纤维在浸渍前经过预处理，该预处理包括对连续纤维进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：其中所述张力调节为连续纤维经过一个牵引辊后，通过机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45°~60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在纤维表面刷过，除去纤维所带的静电；所述的预加热的温度为200-240℃，预加热时间为3-5s。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中脱模剂选自硅油型脱模剂、氟型脱模剂或聚醚型脱模剂；
或所述的脱模材料为比基体树脂熔点高20℃以上的薄膜材料，优选聚酯薄膜或聚四氟乙烯膜；
或所述的步骤（3）中的热成型机为真空袋热成型机或模压热成型机，热成型机的加热方法为导热油加热、电加热或电磁辐射加热；
或所述的步骤（3）中预热温度为物料的软化温度，预热时间为2~3min，所述热压的压力为0.6~2.5MPa，保温保压的时间为8~10min。
10.一种上述权利要求1-5中任一所述的连续纤维增强热塑性板材用作煤矿箕斗材料的用途。
CN201210560389.6A 2012-12-20 2012-12-20 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途 Active CN103881176B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210560389.6A CN103881176B (zh) 2012-12-20 2012-12-20 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210560389.6A CN103881176B (zh) 2012-12-20 2012-12-20 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103881176A true CN103881176A (zh) 2014-06-25
CN103881176B CN103881176B (zh) 2017-08-15

Family

ID=50950327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210560389.6A Active CN103881176B (zh) 2012-12-20 2012-12-20 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103881176B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105111728A (zh) * 2015-08-11 2015-12-02 湖州长盛化工有限公司 一种阻燃尼龙树脂的制备工艺
CN106182803A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 沈阳理工大学 聚硼硅氧烷‑碳纤维布复合板及其熔融浸渍热压制备法
CN106273152A (zh) * 2015-05-21 2017-01-04 广州赛奥碳纤维技术有限公司 一种大规模生产的短切碳纤维丝束预浸带模压成型工艺
CN106317772A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 深圳光启高等理工研究院 一种抗静电复合材料及其制备方法
CN106519456A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 无锡明盛纺织机械有限公司 聚丙烯组合物及其制备方法和聚丙烯材料
CN108016054A (zh) * 2017-11-20 2018-05-11 刘长喜 碳纤维复合材料成型膜盘制造工艺
CN108481853A (zh) * 2018-05-24 2018-09-04 无锡山秀科技有限公司 一种连续纤维热塑性复合板材制备的方法及配方
CN108582959A (zh) * 2018-05-24 2018-09-28 无锡山秀科技有限公司 一种可回收碳纤维复合板材的制备方法及配方
CN109705438A (zh) * 2019-02-01 2019-05-03 贵州省材料产业技术研究院 用于纤维网格布增强的热塑性板材材料及使用方法
CN110272587A (zh) * 2019-06-17 2019-09-24 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种抗寒耐高温阻燃复合材料及其制备方法
CN113059874A (zh) * 2021-02-08 2021-07-02 北京协同创新研究院 一种热塑性超混杂复合材料层合板及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101474868A (zh) * 2008-10-15 2009-07-08 上海杰事杰新材料股份有限公司 连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带的制备设备及其应用
CN102069543A (zh) * 2009-11-20 2011-05-25 合肥杰事杰新材料有限公司 长纤维增强热塑复合材料在线直接成型制造自行车架方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101474868A (zh) * 2008-10-15 2009-07-08 上海杰事杰新材料股份有限公司 连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带的制备设备及其应用
CN102069543A (zh) * 2009-11-20 2011-05-25 合肥杰事杰新材料有限公司 长纤维增强热塑复合材料在线直接成型制造自行车架方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106273152A (zh) * 2015-05-21 2017-01-04 广州赛奥碳纤维技术有限公司 一种大规模生产的短切碳纤维丝束预浸带模压成型工艺
CN106317772A (zh) * 2015-07-10 2017-01-11 深圳光启高等理工研究院 一种抗静电复合材料及其制备方法
CN105111728A (zh) * 2015-08-11 2015-12-02 湖州长盛化工有限公司 一种阻燃尼龙树脂的制备工艺
CN106182803A (zh) * 2016-07-29 2016-12-07 沈阳理工大学 聚硼硅氧烷‑碳纤维布复合板及其熔融浸渍热压制备法
CN106519456A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 无锡明盛纺织机械有限公司 聚丙烯组合物及其制备方法和聚丙烯材料
CN108016054A (zh) * 2017-11-20 2018-05-11 刘长喜 碳纤维复合材料成型膜盘制造工艺
CN108481853A (zh) * 2018-05-24 2018-09-04 无锡山秀科技有限公司 一种连续纤维热塑性复合板材制备的方法及配方
CN108582959A (zh) * 2018-05-24 2018-09-28 无锡山秀科技有限公司 一种可回收碳纤维复合板材的制备方法及配方
CN109705438A (zh) * 2019-02-01 2019-05-03 贵州省材料产业技术研究院 用于纤维网格布增强的热塑性板材材料及使用方法
CN110272587A (zh) * 2019-06-17 2019-09-24 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种抗寒耐高温阻燃复合材料及其制备方法
CN110272587B (zh) * 2019-06-17 2021-11-09 中国人民解放军陆军特种作战学院 一种抗寒耐高温阻燃复合材料及其制备方法
CN113059874A (zh) * 2021-02-08 2021-07-02 北京协同创新研究院 一种热塑性超混杂复合材料层合板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103881176B (zh) 2017-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103881176A (zh) 一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途
CN103059406B (zh) 一种双向连续玄武岩纤维增强热塑性树脂复合板材及其制备方法
CN102850816B (zh) 一种热塑性树脂复合材料、制备方法及其应用
CN103571046A (zh) 超高强玻璃纤维增强热塑性树脂复合板材及其制备方法
EP2524800B1 (en) Flame retardant polymeric foam material and manufacturing method thereof
CN103540014A (zh) 一种连续纤维增强树脂预浸料、制备方法及其应用
CN111572059B (zh) 一种连续玻纤增强热塑性复合材料及其制备方法
WO2018006450A1 (zh) 一种复合材料板及其制备方法
CN103131170A (zh) 一种连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带及其制备方法
CN101851362A (zh) 一种聚烯烃无卤阻燃型注塑级木塑复合材料及其制备方法
CN102002181A (zh) 一种高韧性高强度聚乙烯复合材料及其制备方法
CN103724813A (zh) 连续纤维增强热塑性阻燃抗静电复合材料及其制备方法
CN109486473B (zh) 一种多功能相变复合材料及其制备方法
CN104672893A (zh) 一种聚酰胺连续纤维复合材料预浸带及其制备方法和用途
CN103589138A (zh) 一种连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带及其制备方法
KR20120090780A (ko) 함침성이 우수한 고강도 복합시트 제조 장치 및 이를 이용한 고강도 복합시트 제조 방법
CN105153690A (zh) 一种耐氯化盐应力腐蚀开裂的聚酰胺组合物及其制备方法和应用
JP7041694B2 (ja) 反応性熱可塑性プレポリマーを含浸させた繊維材料
CN105968571A (zh) 一种多层复合塑料化粪池
CN102040918A (zh) 一种超强辐射交联聚乙烯热收缩胶带及其制备方法
CN114914320A (zh) 一种光伏组件复合背板及其制备方法、光伏组件
CN103374174A (zh) 一种双向连续玻纤增强pp阻燃抗老化板材及其制备方法
CN104262751A (zh) 永久性抗静电可弯曲聚乙烯管材专用料
CN103507275A (zh) 一种热塑性复合材料的成型方法
CN103694498B (zh) 一种阻燃剂、使用该阻燃剂的超高分子量聚乙烯阻燃复合材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20230620

Granted publication date: 20170815

PP01 Preservation of patent right