CN108327314A - 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法 - Google Patents

一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108327314A
CN108327314A CN201710048627.8A CN201710048627A CN108327314A CN 108327314 A CN108327314 A CN 108327314A CN 201710048627 A CN201710048627 A CN 201710048627A CN 108327314 A CN108327314 A CN 108327314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
injection molding
layer
molding method
product
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.)
Pending
Application number
CN201710048627.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杨桂生
高军
李术
蒋超杰
李枭
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.)
Hefei Genius New Materials Co Ltd
Original Assignee
Hefei Genius New Materials 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 Hefei Genius New Materials Co Ltd filed Critical Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority to CN201710048627.8A priority Critical patent/CN108327314A/zh
Publication of CN108327314A publication Critical patent/CN108327314A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B29C70/36—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 impregnating by casting, e.g. vacuum casting
    • 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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • 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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/543—Fixing the position or configuration of fibrous reinforcements before or during moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3005—Body finishings
    • B29L2031/3014—Door linings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提供了一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法，先将纤维制成片状纤维层；再将片状纤维层固定于注塑机模具的定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后，使纤维层位于动模和定模之间的分模面位置；然后从片状纤维层的两侧同时向模具内注射热塑性树脂熔融材料；冷却定型后从模具内取出制品，即制得夹芯式纤维增强热塑性复合材料制品。以纤维层以“骨架”的方式夹在热塑性树脂的中间，不但让纤维省去了因挤出、注塑时经受的剪切、摩擦作用而导致纤维长度变短，从而提高了复合材料的刚度、强度；而且还由于纤维层位于复合材料制品壁厚的中间位置，而提高了产品的外观美感。

Description

一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料加工成型技术领域，具体涉及一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法。
背景技术
纤维增强热塑性复合材料应用越来越广，其中经济成本优势大的玻璃纤维增强复合材料，尤其是长玻璃纤维类增强复合材料大量应用于汽车轻量化领域，并已取得明显的经济效益。
现有技术在材料制造阶段应用螺杆挤出机把纤维和热塑性材料进行共混、挤出的方式先行加工成纤维-树脂的混合材料的塑料粒子，长纤维复合材料也是通过纤维浸渍树脂的方式加工成纤维-树脂的较长长度混合材料粒子；然后通过模具以注塑加工的方式生产出目标制品产品。
以上这种传统的加工方式由于挤出加工、注塑加工中螺杆的剪切作用和纤维经过注塑机喷嘴进入模具时的摩擦等作用，严重导致纤维长度变短，从而降低了纤维增强的效果。
而且由于纤维被剪碎后基本上均匀地分散于目标制品的树脂中，最终目标制品的外表面粗糙，其光洁度、亮度较低，造成产品外表面纤维外露现象十分严重、甚至是普遍现象。
发明内容
为解决以上技术缺陷，本发明目的是提供一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料注塑加工方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法，先将纤维制成片状纤维层；再将片状纤维层固定于注塑机模具的定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后，使纤维层位于动模和定模之间的分模面位置；然后从片状纤维层的两侧同时向模具内注射热塑性树脂熔融材料；冷却定型后从模具内取出制品，即制得夹芯式纤维增强热塑性复合材料制品。
进一步方案，所述注塑机为双头注塑机或双向注塑机。
所述注塑机模具的分模面位于夹芯式纤维增强热塑性复合材料制品的中轴线位置。
所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或聚酰胺中的一种或者几种的混合物。
所述热塑性树脂中还有含有抗氧剂、抗紫外光稳定剂、阻燃剂、接枝改性剂、抗静电剂等中的一种或几种。
所述纤维层的厚度为0.1～10mm，纤维层的面积比模具的分模面的面积大，纤维层的四边均比分模面的四边至少长0.1mm。
所述纤维层的材料包括玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、不锈钢纤维、碳钢纤维、铸铁纤维、铜纤维或铝纤维中一种或几种。
所述纤维层的材料为短纤维、长纤维、连续纤维功连续纤维带。
所述片状纤维层是通过堆层或预浸方式形成的，其中堆层方式是指把纤维一层一层地进行铺设，其中间用熔融的热塑性树脂材料粘接在一起形成；预浸方式是指将连续纤维带放入熔融树脂中进行浸渍，然后把浸渍后的连续纤维带经过辊压设备进行压实、卷绕成型。
本发明将热塑性树脂注塑在片状纤维层的两侧，形成夹芯“三明治”式纤维增强热塑性复合材料制品。即以纤维层以“骨架”的方式夹在热塑性树脂的中间，不但让纤维省去了因挤出、注塑时经受的剪切、摩擦作用而导致纤维长度变短，从而提高了复合材料的刚度、强度；而且还由于纤维层位于复合材料制品壁厚的中间位置，从而提高了产品的外观美感。
另外，本发明通过双头或双向注塑机来加工成型，实现了一次性、连续生产，提高了生产效率、降低了成本。
与现有技术相比，具备以下优点：
1.本发明突破传统的纤维增强热塑性复合材料加工方式，提供了一种新型的让纤维以层状方式夹于热塑性树脂中间的加工方法，使纤维增强热塑性复合材料成为夹芯“三明治”式结构。
2.本发明通过双头或双向注塑机一次性、连续性完成制品的加工，提高了生产效率、降低了成本。
3.让纤维层夹在热塑性树脂的中间，使纤维不经受挤出、注塑加工时的剪切、摩擦作用，保持了纤维长度，提高了复合材料的刚度、强度。
4.让纤维以层状方式夹于热塑性树脂材料的中间，保证了复合材料制品外表面的光洁度，提高了产品的外观美感度，提升了产品竞争力。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
先准备好分模面位于汽车门内板制品壁厚中间位置的模具，然后把厚度为1.5mm、四边比模具分模面的四边各长出3mm的聚丙烯基玻璃纤维预浸带(由96wt％玻璃纤维和4wt％熔融聚丙烯树脂构成)固定于定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后使聚丙烯基玻璃纤维预浸带位于动模和定模之间的分模面位置；最后通过双头注塑机从聚丙烯基玻璃纤维预浸带的两侧同时向模具内注射聚丙烯熔融材料，待冷却定型后从模具内取出制品，并修剪掉制品四周多余的聚丙烯基玻璃纤维预浸带，即得夹芯式玻璃纤维增强聚丙烯复合材料汽车门内板制品。
实施例2
先准备好分模面位于智能手机后壳制品壁厚中间位置的模具，然后把厚度为0.5mm、面积比模具分模面的面积大的碳纤维层(用熔融聚碳酸酯浸渍、固化的质量分数为98％)固定于定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后使碳纤维层位于动模、定模之间的分模面位置；最后通过双头注塑机从碳纤维层两侧同时向模具内注射聚碳酸酯熔融材料，待注塑工艺完成、冷却定型后从模具内取出制品，即为夹芯式碳纤维增强聚碳酸酯手机后壳制品。
实施例3
准备好分模面位于笔记本电脑外上壳制品壁厚中间位置的模具，然后把厚度为1mm、面积比模具分模面的面积大碳纤维层(用熔融聚碳酸酯浸渍、固化的质量分数为95％)、固定于定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后使碳纤维层位于动模、定模之间的分模面位置，通过双向注塑机从碳纤维层两侧同时向模具内注射聚碳酸酯熔融材料，待注塑工艺完成、冷却定型后从模具内取出制品，即为夹芯式碳纤维增强聚碳酸酯笔记本电脑外上壳制品。
通过以上实施例，可以一次性、连续生产出外观具备光滑、平整，且具备较高刚度、强度的纤维增强热塑性复合材料制品，且生产效率高、成本低，经济效益、产品竞争力明显提高。
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 (9)

1.一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法，其特征在于：先将纤维制成片状纤维层；再将片状纤维层固定于注塑机模具的定模内且靠近动模的边缘，闭合上动模后，使纤维层位于动模和定模之间的分模面位置；然后从片状纤维层的两侧同时向模具内注射热塑性树脂熔融材料；冷却定型后从模具内取出制品，即制得夹芯式纤维增强热塑性复合材料制品。
2.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述注塑机为双头注塑机或双向注塑机。
3.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述注塑机模具的分模面位于夹芯式纤维增强热塑性复合材料制品的中轴线位置。
4.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或聚酰胺中的一种或者几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的注塑加工方法，其特征在于：所述热塑性树脂中还有含有抗氧剂、抗紫外光稳定剂、阻燃剂、接枝改性剂、抗静电剂等中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述纤维层的厚度为0.1～10mm，纤维层的面积比模具的分模面的面积大，纤维层的四边均比分模面的四边至少长0.1mm。
7.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述纤维层的材料包括玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、不锈钢纤维、碳钢纤维、铸铁纤维、铜纤维或铝纤维中一种或几种。
8.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述纤维层的材料为短纤维、长纤维、连续纤维功连续纤维带。
9.根据权利要求1所述的注塑加工方法，其特征在于：所述片状纤维层是通过堆层或预浸方式形成的，其中堆层方式是指把纤维一层一层地进行铺设，其中间用熔融的热塑性树脂材料粘接在一起形成；预浸方式是指将连续纤维带放入熔融树脂中进行浸渍，然后把浸渍后的连续纤维带经过辊压设备进行压实、卷绕成型。
CN201710048627.8A 2017-01-20 2017-01-20 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法 Pending CN108327314A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710048627.8A CN108327314A (zh) 2017-01-20 2017-01-20 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710048627.8A CN108327314A (zh) 2017-01-20 2017-01-20 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108327314A true CN108327314A (zh) 2018-07-27

Family

ID=62922682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710048627.8A Pending CN108327314A (zh) 2017-01-20 2017-01-20 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108327314A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115592981A (zh) * 2022-10-14 2023-01-13 惠州硕贝德新材料技术有限公司（Cn） 预浸料热塑成型工艺以及注塑成型模具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103507275A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种热塑性复合材料的成型方法
CN106003759A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 苏州高甲防护科技有限公司 一种柔性防弹防刺结构的制备工艺
KR20170104092A (ko) * 2016-03-04 2017-09-14 현대자동차주식회사 보강재 성형방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103507275A (zh) * 2012-06-26 2014-01-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种热塑性复合材料的成型方法
KR20170104092A (ko) * 2016-03-04 2017-09-14 현대자동차주식회사 보강재 성형방법
CN106003759A (zh) * 2016-05-30 2016-10-12 苏州高甲防护科技有限公司 一种柔性防弹防刺结构的制备工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115592981A (zh) * 2022-10-14 2023-01-13 惠州硕贝德新材料技术有限公司（Cn） 预浸料热塑成型工艺以及注塑成型模具
CN115592981B (zh) * 2022-10-14 2023-10-13 惠州硕贝德新材料技术有限公司 浸润料热塑成型工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105904611B (zh) 一种超薄连续纤维增强热塑性树脂预浸料及其制备方法
CN1960865B (zh) 热塑性复合片型材料、其制造方法及由其制造的制品
CN108372667A (zh) 一种纤维增强复合材料缠压成型工艺及装置
CN105531101B (zh) 纤维增强部件的制造方法
CN111959058A (zh) 一种碳玻纤复合拉挤板材及其生产工艺和生产设备
WO2017216809A3 (en) A composites product; a pultrusion continuous method for manufacturing thereof
CN101724190A (zh) 石棉纤维增强的热塑基木塑复合材料及其制备方法
KR20090099215A (ko) 연속섬유가 보강된 고강도 열가소성 복합재의 제조공정
CN101607457A (zh) 一种纤维网格塑料板及其制备方法
CA3018577A1 (en) Methods for producing continuous composite sandwich structures by pultrusion
JP2014004797A (ja) 成形用複合材及びその製造方法
CN105682922B (zh) 树脂膜及使用其的复合片材以及树脂成型构件
CN205705361U (zh) 一种碳纤维增强热塑性复合材料的生产装置
KR101322603B1 (ko) 천연 장섬유강화 사출형 복합재료의 제조 방법 및 이를 이용한 천연 장섬유강화 사출형 복합재료
CN104960143A (zh) 一种注塑成型柔性防刺复合材料及其制备方法
CN106739245A (zh) 电子产品外壳及其制造方法
CN108327314A (zh) 一种夹芯式纤维增强热塑性复合材料的注塑加工方法
CN103009634B (zh) 一种热塑性树脂复合材料及其制备方法
CN105694206B (zh) 一种以水作发泡剂生产长玻纤增强聚丙烯发泡注射制品的方法
CN106832722A (zh) 一种热塑性复合材料的制备方法
CN112874081A (zh) 一种连续植物纤维增强木塑板材及其制备方法
Huber et al. Natural fibre composite processing: A technical overview
CN108948538A (zh) 高强度轻量化汽车轮罩板用材料及其制备方法
CN113601877A (zh) 可再生连续纤维热塑性复合材料的制备方法及其制品
Kesarwani et al. Composites: Classification and its manufacturing process

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180727

RJ01 Rejection of invention patent application after publication