CN106346921A - 一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，由表面热塑性聚合物薄膜、中间热熔胶膜粘接层、连续纤维增强基板组成，其特征在于：将表面热塑性聚合物薄膜、双层共挤热熔胶膜粘接层以及连续纤维增强聚丙烯基板采用皮带复合机进行热贴合。本发明，1可以显著的提高连续纤维增强聚丙烯复合材料的表面平整性；2避免使用油漆造成VOC排放及难回收问题；3可以显著的提高连续纤维增强聚丙烯复合材料的耐候性及表面的耐温性。4其表面平整、硬度＞HB，耐温＞170℃。

Description

一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法。
背景技术
连续纤维增强热塑性复合材料与传统的热固性复合材料相比具有环保、无VOC排放、耐冲击性能好、耐低温性能好、质轻、易于加工及可回收等优点，在某些领域已经逐步取代热固性复合材料。冷链物流车厢内衬板，航空集装箱，新能源运输车厢等领域均使用连续纤维增强热塑性复合材料。常规的热塑性复合材料有：连续玻璃纤维增强PP（聚丙烯）、PET（聚酯）、PA（聚酰胺）；特种的热塑性复合材料有：连续碳纤维增强PPS（聚苯硫醚）、PES（聚醚砜）、PEEK（聚醚醚酮）等。但是由于连续纤维增强材料是通过热塑性树脂浸润纤维制备而成，不可避免的就会有少量的纤维裸露在表面，或者局部区域的纤维被挤压团簇在一起，所以表面会有坑坑洼洼、不平整等缺点。客户在使用此类产品作为内饰件或者外露件时，由于其表面不平整或者不均匀，均会在其表面喷涂油漆。热塑性复合材料是一种环保材料，可持续回收利用，然而在其表面使用油漆这个热固性材料，例如公开号为204773909U的专利文献公开的一种用于室外的连续纤维增强热塑性油漆板；公开号为202131751U的专利文献公开的一种PP（聚丙烯）连续纤维增强的地板，表面装饰层为油漆层。不但在喷涂的过程中会产生VOC排放，而且也不利于回收，反而变的不环保了。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，是通过在热塑性复合材料表面热贴一层耐高温、耐候、耐刮擦的热塑性聚合物薄膜，从根本上解决热塑性复合材料表面不平整，不耐观擦等问题，同时也避免了使用油漆造成的污染及不易回收等缺点。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，由表面热塑性聚合物薄膜、双层共挤热熔胶膜粘接层、连续纤维增强基板组成，一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，由表面热塑性聚合物薄膜、中间热熔胶膜粘接层、连续纤维增强基板组成，其特征在于：将表面热塑性聚合物薄膜、双层共挤热熔胶膜粘接层以及连续纤维增强聚丙烯基板采用皮带复合机进行热贴合，其中表面热塑性聚合物薄膜的厚度在25~250um、中间热熔胶膜粘接层的热熔胶膜厚度为100~250um、连续纤维增强聚丙烯基板的厚度为2mm~20mm；所述的皮带复合机的加热段温度为160℃~210℃，加热段的高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的1~1.5倍；皮带复合机的加压辊高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍；冷却段温度为1~50℃，高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍，速度为1~10m/min。
所述的表面热塑性聚合物薄膜主要的作用是增加复合材料表面的平整性、硬度及耐候性，该表面热塑性聚合物薄膜是PET薄膜、PBT薄膜、改性的PC薄膜、PVDF薄膜、PVF薄膜中的一种
所述的PET薄膜，为双向拉伸PET薄膜，根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：PET100份、紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延制备得到厚度在25um-250um的表面热塑性聚合物薄膜；其中双螺杆挤出机的温度为260℃~300℃。
PET的熔点为260℃左右较PP的熔点160℃高出许多，所以可以显著提高基板的表面耐温性能，PET薄膜的表面硬度可以达到3H以上，也会显著的提高耐刮擦性能。
所述的紫外光稳定剂为：邻羟基苯甲酸苯酯、UV-P、UV-0、UV-9、UV-531、UVP-327、RMP、AM101、GW-540、光稳定剂744或HPT。
所述的PBT薄膜，根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：PBT100份；紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延制备得到厚度在25um-250um的表面热塑性薄膜，其中双螺杆挤出机的温度为260℃~300℃。PBT的熔点为225℃左右较PP的熔点160℃高出许多，所以可以显著提高基板的表面耐温性能，PBT薄膜的表面硬度可以达到3H以上，也会显著的提高耐刮擦性能。
所述的PC薄膜根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：PC100份；紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延制备得到厚度在25um-250um的表面热塑性薄膜，其中双螺杆挤出机的温度为260℃~300℃。PC在220℃左右才会融化较PP的熔点160℃高出许多，所以可以显著提高连续纤维增强基板的表面耐温性能，PBT薄膜的表面硬度可以达到3H以上，也会显著的提高耐刮擦性能。
所述的PVDF薄膜为PVDF与PMMA共混通过挤出流延或者吹膜法制备而成，其厚度为25um-250um。PVDF由于其分子链含有氟原子，键能较强，所以具有卓越的耐候性能，如阿克玛的Kynar、SKC的FW1B、DENKA的FXfilm。
所述的PVF薄膜为通过潜溶剂法挤出流延制备，厚度：25um-250um，由于其分子链含有氟原子，键能较强，所以具有卓越的耐候性能，如杜邦的Tedlar。
所述的双层共挤热熔胶膜层由二层组成，一层为改性PP层，厚度为10~200um；另一层为功能层，厚度为10-200um；所述的改性PP层为PP或者PP与POE、EVA、EPDM其中一种或者多种的混合物；功能层为EVA、EMA、EAA乙烯类二元或者三元共聚物，此类共聚物含有乙烯类链段与PP有很好的相容性和粘接性。
上述的功能层为EVA、EMA、EAA等乙烯类二元或者三元共聚物，此类共聚物由于含有乙烯类链段与PP具有很好的相容性，所以可以与改性PP层具有很好的粘接性，不分层，第二或者第三单体如：醋酸乙烯、马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯，与热塑性聚合物薄膜具有很好的粘接效果，实现聚合物薄膜在连续纤维增强基板上的粘接；
所述的连续纤维增强基板为根据性能要求不同，设计不同的层数及纤维排列方向为0°、45°、90°。
本发明的积极效果：1可以显著的提高连续纤维增强聚丙烯复合材料的表面平整性；2避免使用油漆造成VOC排放及难回收问题；3可以显著的提高连续纤维增强聚丙烯复合材料的耐候性及表面的耐温性。4其表面平整、硬度＞HB，耐温＞170℃。
具体实施方式
一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，将表面热塑性聚合物薄膜、双层共挤热熔胶膜以及基板采用皮带复合机进行热贴合，其中表面热塑性聚合物薄膜的厚度在25~250um、双层共挤热熔胶膜厚度在100~250um、连续纤维增强基板的厚度在2mm~20mm之间。采用皮带复合机进行热贴合，加热段温度在160℃~210℃，加热段的高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的1~1.5倍；加压辊的高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍；冷却段温度为0~50℃，高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍，速度为1~10m/min。表２为具体实施例１～5，免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的具体结构。
其中具体实施例1~5，所用到的表面热塑性聚合物薄膜的配方及厚度如表1所示：
根据表１中所示的配方，将ＰＥＴ、ＰＢＴ以及ＰＣ分别为紫外光稳定剂进行高速混合，经双螺杆挤出，流延制备得到表１中所规定厚度的表面热塑性薄膜。
表2 为具体实施例1~5中所用到的双层共挤热熔胶层的结构和厚度
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
改性PP层 PP PP/EPDM PP/POE PP/EVA PP PP/EVA
功能层 EVA EMA EAA EVA EMA EVA
厚度/um 100(50/50) 150(50/100) 200(25/175 120(20/100 160(100/60 170(150/20)
表3 实施例１～5免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的结构及厚度
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
表面热塑性聚合物薄膜 100um １００um １５０um 25um 30um
双层共挤热熔胶膜 １００um １５０um ２００um １２０um １６０um
连续纤维增强基板/mm ２mm 20mm 10mm 5mm 6mm
表4 实施例１～5免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的热贴合工艺

Claims (10)

1.一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，由表面热塑性聚合物薄膜、中间热熔胶膜粘接层、连续纤维增强基板组成，其特征在于：将表面热塑性聚合物薄膜、双层共挤热熔胶膜粘接层以及连续纤维增强聚丙烯基板采用皮带复合机进行热贴合，其中表面热塑性聚合物薄膜的厚度在25~250um、中间热熔胶膜粘接层的热熔胶膜厚度为100~250um、连续纤维增强聚丙烯基板的厚度为2mm~20mm；所述的皮带复合机的加热段温度为160℃~210℃，加热段的高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的1~1.5倍；皮带复合机的加压辊高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍；冷却段温度为1~50℃，高度为表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板厚度的0.5~1倍，速度为1~10m/min。
2.根据权利要求1所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的表面热塑性聚合物薄膜是PET薄膜、PBT薄膜、改性的PC薄膜、PVDF薄膜或PVF薄膜中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的PET薄膜为双向拉伸PET薄膜，根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：其量是PET100份、紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，PET的熔点为260℃，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延制备得到厚度为25um-250um的表面热塑性聚合物薄膜；其中双螺杆挤出机的温度为260℃~300℃。
4.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的紫外光稳定剂为：邻羟基苯甲酸苯酯、UV-P、UV-0、UV-9、UV-531、UVP-327、RMP、AM101、GW-540、光稳定剂744或HPT。
5.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的PBT薄膜，是根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：其量是PBT100份、紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，PBT的熔点为225℃，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延得到厚度为25um-250um的表面热塑性薄膜。
6.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的改性的PC薄膜是根据耐候性的要求添加紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂：其量是PC100份、紫外光稳定剂及紫外光屏蔽剂添加量为0.1~1份，PC的熔点为220℃，通过高速混合机混合，双螺杆挤出流延制备得到厚度在25um-250um的表面热塑性薄膜。
7.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的PVDF薄膜为PVDF与PMMA共混通过挤出流延或者吹膜法制备而成，其厚度为25um-250um。
8.根据权利要求2所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的PVF薄膜为通过潜溶剂法挤出流延制备，厚度为25um-250um。
9.根据权利要求1所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的双层共挤热熔胶膜层由二层组成，一层为改性PP层，厚度为10~200um；另一层为功能层，厚度为10-200um；所述的改性PP层为PP或者PP与POE、EVA、EPDM其中一种或者多种的混合物；功能层为EVA、EMA、EAA乙烯类二元或者三元共聚物，此类共聚物含有乙烯类链段与PP有很好的相容性和粘接性。
10.根据权利要求1所述的一种表面免油漆连续纤维增强聚丙烯复合板的制备方法，其特征在于：所述的连续纤维增强基板根据性能要求不同，设计成不同的层数，其纤维排列方向为0°、45°、90°。
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CN108000967A (zh) * 2017-11-17 2018-05-08 丹阳市协昌合金有限公司 一种丙烯酸酯涂布方法

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