CN105313393A - 一种新型复合材料及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型热塑性复合材料及其制作方法，尤其涉及一种由热塑性树脂和热固性树脂复合而成的复合材料。所述新型复合材料由热塑性复合材料、连接层、热固性表层粘合组成，所述热塑性复合材料的基材为纤维增强的热塑性复合材料，可以是短纤维、长纤维或连续纤维增强的热塑性树脂基复合材料，所述热固性表层为热固性复合材料，所述连接层为纤维毡、无纺布或具有类似结构的材料，通过控制压力，将热塑性复合材料表面熔融后，渗入到连接层的材料中，在连接层材料的表面涂覆热固性表层，使得该新型复合材料固化，实现热塑性复合材料和热固性表层的粘结。这种结构的复合材料充分发挥了热塑性复合材料的高抗冲击性和热固性材料的固有特性，例如高硬度、耐磨、阻燃性等，拓展了热塑性复合材料的应用领域。

Description

一种新型复合材料及其制作方法

技术领域：

本发明涉及一种新型热塑性复合材料及其制作方法，尤其涉及一种由热塑性树脂和热固性树脂复合而成的复合材料。

技术背景：

纤维增强热塑性复合材料由于其相对于热固性复合材料的更优异的抗冲击性能和低温性能，近年来得到了极大的发展。但由于热塑性树脂本身较低的表面硬度，其在耐刮擦性能等方面表现出一定的弱势，限制了其在一些特殊领域的应用范围。而纤维热固性复合材料，俗称为玻璃钢材料，由于热固性树脂的特性，复合材料具有非常高的硬度而具有很好地耐刮擦性，非常适合做表面材料例如车厢板等

如果把热固性树脂的这种高硬度的特性引入到热塑性复合材料上，可有效地提高热塑性复合材料的表面硬度，从而提高材料的耐刮擦性，特别是针对尖锐物体的刮擦性。但由于热塑性复合材料特别是低极性热塑性复合材料例如聚乙烯、聚丙烯等的复合材料由于与热固性树脂的粘结性差，很难直接用热固性的树脂对热塑性复合材料进行修饰、改善。

本发明就是提供一种新型的复合材料，将热塑性复合材料和热固性复合材料的特性很好地结合在一起，使复合材料既具有非常强的抗冲击性能，又具有非常高的表面硬度，提高材料的耐刮擦性。

发明内容：

本发明的目的是为了克服热塑性复合材料表面的一些不足而提供一种通过在热塑性复合材料表面复合一层热固性树脂来弥补这些不足的一种新型复合材料。

本发明所述的一种新型复合材料，其特征在于：所述新型复合材料由热塑性复合材料、连接层、热固性表层组成，其中所述热固性表层为热固性复合材料，所述连接层为纤维毡、无纺布或具有类似结构的材料，通过连接层将热塑性复合材料和热固性表层粘结。

本发明所述的热塑性复合材料为纤维增强的热塑性复合材料，纤维可以为短纤维、长纤维或连续纤维，纤维可以是但不限于玻璃纤维、碳纤维、全芳香族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等一种或几种。热塑性树脂可以是但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(如聚酰胺6，聚酰胺66等)、热塑性聚酯(如聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸二丁醇酯等)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)聚碳酸酯(PC)等的一种或几种的共混物。

所述连接层为纤维毡、无纺布或其他类似结构的材料，纤维毡可以是无机纤维毡例如玻璃纤维毡、玄武岩纤维毡、碳纤维毡或不同纤维的混杂毡，也可以为有机纤维毡例如涤纶纤维毡、尼龙纤维毡等或混杂毡，无纺布可以为涤纶纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维等有机纤维做成无纺布或混杂纤维无纺布。

所述热固性表层可以是各种常用的热固性树脂包括但不限于不饱和树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、硅树脂等以及各种形式的胶衣树脂。

所述热固性树脂可以添加各种用于热固性树脂的添加剂，例如阻燃剂、光稳剂、颜料、无机填料、金属粉末等以实现热固性复合材料的阻燃性、耐候性、颜色、表面硬度、电磁性等性能。

这种结构的复合材料由于材料的基体是热塑性复合材料，因此热塑性复合材料的高抗冲击性能、优异的低温性能得到了保持，而热固性树脂材料的表面又为复合材料提供热固性材料的特性，例如较高的硬度，高的耐刮擦行等。由于采用纤维毡或无纺布作为连接层，保证了不同性质的材料的可以很好地粘结而不会在使用过程中因环境条件的不断变化而发生分离，保证了材料的稳定性。

这种结构的复合材料充分发挥了热塑性复合材料的高抗冲击性和热固性材料的固有特性，例如高硬度、耐磨、阻燃性等，拓展了热塑性复合材料的应用领域。

说明书附图：

图1是本发明的结构示意图；

图中1为热塑性复合材，2为连接层，3为热固性树脂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

本发明提供的新型复合材料构成如图1：

本复合材料由三部分组成。图中1为热塑性复合材，2为连接层，3为热固性树脂。

图中1的热塑性复合材料的基材为纤维增强的热塑性复合材料，可以是短纤维、长纤维或连续纤维增强的热塑性树脂基复合材料。纤维可以是但不限玻璃纤维、碳纤维、全芳香族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等一种或几种。热塑性树脂可以是但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(如聚酰胺6，聚酰胺66等)、热塑性聚酯(如聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸二丁醇酯等)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)聚碳酸酯(PC)等的一种或几种的共混物。

图中2连接层为纤维毡、无纺布或其他类似结构的材料。复合材料的热塑性树脂部分的渗入到连接层中，使复合材料与连接层具有较强的结合力而不会发生脱离。纤维毡可以是无机纤维毡例如玻璃纤维毡、玄武岩纤维毡、碳纤维毡或不同纤维的混杂毡，也可以为有机纤维毡例如涤纶纤维毡、尼龙纤维毡等或混杂毡。无纺布可以为涤纶纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维等有机纤维做成无纺布或混杂纤维无纺布。

图中3最外层为热固性树脂。热固性树脂可以很好地浸润到连接层中进行固化，得到表面为高硬度的热固性树脂的材料。由于连接层的存在，使得热固性树脂与作为基体材料的热塑性树脂具有非常好的粘结，而不会发生分层而导致的剥离。这里指的热固性树脂可以是各种常用的热固性树脂包括但不限于不饱和树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、硅树脂等以及各种形式的胶衣树脂。

最外层的热固性树脂中也可以添加各种添加剂，实现各种功能性。这些添加剂包括在热固性复合材料所使用的各种添加剂例如阻燃剂、光稳定剂、颜料、无机填料等以实现热固性复合材料的阻燃性、耐候性、颜色、表面硬度、电磁性能等。

本发明所述的结构中，连接层和热固性树脂层可以是单层、也可以是两层。层数可以根据具体使用的情况来决定，本专利不做特别的限定。

Claims (10)

1.一种新型复合材料，其特征在于：所述新型复合材料由热塑性复合材料、连接层、热固性表层粘合组成，其中所述热固性表层为热固性复合材料，所述连接层为纤维毡或无纺布，通过连接层将热塑性复合材料和热固性表层粘结。

2.如权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于热塑性复合材料为纤维增强的热塑性复合材料，该纤维可以为短纤维、长纤维或连续纤维，纤维可以是但不限于玻璃纤维、碳纤维、全芳香族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等一种或几种，热塑性树脂可以是但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(如聚酰胺6，聚酰胺66等)、热塑性聚酯(如聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸二丁醇酯等)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)聚碳酸酯(PC)等的一种或几种的共混物。

3.如权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于所述纤维毡可以是无机纤维毡，例如玻璃纤维毡、玄武岩纤维毡、碳纤维毡或不同纤维的混杂毡，也可以为有机纤维毡例如涤纶纤维毡、尼龙纤维毡等或混杂毡，所述无纺布可以为涤纶纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维等有机纤维做成无纺布或混杂纤维无纺布。

4.如权利要求1所述的新型复合材料，其特征在于热固性表层可以是各种常用的热固性树脂包括但不限于不饱和树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、硅树脂等以及各种形式的胶衣树脂。

5.如权利要求4所述的新型复合材料，其特征在于热固性树脂可以添加各种用于热固性树脂的添加剂，例如阻燃剂、光稳剂、颜料、无机填料、金属粉末等以实现热固性复合材料的阻燃性、耐候性、颜色、表面硬度、电磁性等性能。

6.一种新型复合材料的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：所述新型复合材料由热塑性复合材料、连接层、热固性表层粘合组成，所述热固性表层为热固性复合材料，所述连接层为纤维毡或无纺布，将热塑性复合材料表面熔融后，渗入到连接层的材料中，在连接层材料的表面涂覆热固性表层，使得该新型复合材料固化，实现热塑性复合材料和热固性表层的粘结。

7.如权利要求6所述的新型复合材料的制作方法，其特征在于热塑性复合材料采用纤维增强的热塑性复合材料进行制作，该纤维可以为短纤维、长纤维或连续纤维，纤维可以是但不限于玻璃纤维、碳纤维、全芳香族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等一种或几种，热塑性树脂可以是但不限于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(如聚酰胺6，聚酰胺66等)、热塑性聚酯(如聚对苯二甲酸二乙醇酯、聚对苯二甲酸二丁醇酯等)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)聚碳酸酯(PC)等的一种或几种的共混物。

8.如权利要求6所述的新型复合材料的制作方法，其特征在于所述连接层的纤维毡采用无机纤维毡，例如玻璃纤维毡、玄武岩纤维毡、碳纤维毡或不同纤维的混杂毡制作，或者采用有机纤维毡例如涤纶纤维毡、尼龙纤维毡等或混杂毡制作，所述连接层的无纺布采用涤纶纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维等有机纤维做成无纺布或混杂纤维无纺布。

9.如权利要求6所述的新型复合材料的制作方法，其特征在于制作热固性表层可以是各种常用的热固性树脂包括但不限于不饱和树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、硅树脂等以及各种形式的胶衣树脂。

10.如权利要求9所述的新型复合材料的制作方法，其特征在于热固性树脂可以添加各种用于热固性树脂的添加剂，例如阻燃剂、光稳剂、颜料、无机填料、金属粉末等以实现热固性复合材料的阻燃性、耐候性、颜色、表面硬度、电磁性等性能。