CN110734604B - 一种有机片材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有机片材，由连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层叠合而成。以重量份数计，连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的原料组成包括：聚丙烯100份；聚合物粘接助剂0～10份；无规共聚聚丙烯0～10份；连续玻璃纤维100～250份；相容剂1～5份；热稳定剂0.2～1.0份；光稳定剂0～0.5份。本发明还公开了所述有机片材的制备方法，包括：将除连续玻璃纤维外的原料混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融混炼，熔体经熔体分布器或流延模具，输送进浸渍模具内，与连续玻璃纤维进行浸渍，得到连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带；将连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带横切后，根据材料厚度需求按[0/90]ns铺层，通过连续式双带式压机设备压制出所需有机片材。

Description

一种有机片材及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维增强复合材料技术领域，具体涉及一种有机片材及其制备方法。
背景技术
由连续纤维增强的热塑性复合材料构成的板状半成品称作有机片材(organosheet)。有机片材存在的种类较多，有热塑性单向预浸带铺层压合而成的复合板材、连续织物与热塑性树脂含浸而成的复合板材等，其纤维可为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或塑料纤维的至少一种。纤维在有机片材上是不中断的，其长度基本上与有机片材的尺寸等长。
有机片材与传统热固性纤维复合材料(玻璃钢)相比，其优点在于热塑性树脂基体赋予了其可热成型性，缩短了工艺过程的时间周期。有机片材因纤维的连续性使得各项力学性能大幅提升，与金属板相比，质量轻并且具有更高的表面刚度和强度；在充分加热熔化热塑性树脂时，有机片材能够像金属板一样，在一定的压力下成型三维异型件。由此，机动车的结构部件，如门模块、门组件支架、座椅骨架、靠背骨架、挡泥板、保险杠等，以有机片材构件进行镶嵌成型或与长纤维增强热塑性复合材料进行混合成型进行加工，同时减少了结构部件重量，实现明显的轻量化效果。
公开号为CN 101966773 A的专利说明书公开了几种有机片材的生产方法，采用纤维编织物与热塑性树脂浸渍复合而成，未涉及由连续纤维增强热塑性单向预浸带铺层压合而成的有机板材。
公告号为CN 207954850 U的专利说明书公开了一种复合板材，为连续纤维热塑性增强单向预浸带经过多层复合而成，其中层压复合板采用0/90方向垂直交错顺序铺层。该专利技术未披露层合板的组成材料的信息(包括热塑性单向预浸带的组成成分、厚度、层数等)，且按顺序铺层会使板材发生耦合效应导致翘曲，尤其在层合板厚度较薄的情况下。
发明内容
针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种有机片材，以聚丙烯为基体，由连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层叠合而成。
一种有机片材，由连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层叠合而成，其中n表示对称数，s表示镜面对称铺层，可明显减少耦合效应引起的剪切应力。
作为优选，所述有机片材的厚度T为0.50～3.60mm；
所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度t为0.12～0.30mm。
最终所需的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度t与有机片材的设计厚度T以及对称数n相关，计算公式为
Figure BDA0002226781610000021
根据可生产的单向带材料厚度t的范围，确定对称数n，n不是唯一值。
作为优选，以重量份数计，所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的原料组成包括：
Figure BDA0002226781610000022
作为优选，所述聚丙烯为高流动性聚丙烯(PP)，在230℃、2.16kg载荷下的熔融指数为60～120g/10min。因本发明所制备的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带材料的纤维含量较高，大于50wt％，为使树脂熔体能渗透入纤维丝束中，除了成型设备对聚合物熔体施加压力外，另一个可实现的方式是提高聚合物的熔指使黏度下降，熔体快速渗透纤维使之浸润。所以采用高流动性PP基材，能降低熔体的渗透纤维的阻力，将少熔体对纤形成的渗透压力，不仅有助于纤维浸渍，而且降低纤维起毛断丝的情况。
作为优选，所述聚合物粘接助剂为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚烯烃热塑性弹性体(TPO)中的至少一种。LLDPE、EVA、TPO等材料常被用作热熔胶，具有较好的粘合性，与PP基体进行改性能提高连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带片材间的粘结强度，同时，也能降低有机片材的内应力减少翘曲。另外，线性低密度聚乙烯的分子结构以线性主链为特征，只有少量或没有长支链，分子链段缠结较少，能快速浸润纤维，提高结合强度。进一步优选，所述LLDPE在190℃、2.16kg载荷下的熔融指数为20～60g/10min；所述EVA在190℃、2.16kg载荷下的熔融指数为20～60g/10min，乙烯乙酸(VA)含量为20％～40％；所述TPO在230℃、2.16kg载荷下的熔融指数为20～50g/10min。
作为优选，以重量份数计，所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的原料中，所述聚合物粘接助剂加入量为5～10份。
作为优选，所述无规共聚聚丙烯材料在230℃、2.16kg载荷下的熔融指数为20～60g/10min。由于无规地插进聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶，使得无规共聚聚丙烯的熔化温度降低，使材料加工性改善。提高了连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的物理性能、表观质量，而且进一步改进了片材间的粘结性。另外，无规共聚聚丙烯材料由于结晶度的降低，内应力减少，由连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带叠层压制的有机片材的翘曲得到改善，材料的耦合效应减少，有机片材的平整性和平面度得到提升。
作为优选，以重量份数计，所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的原料中，所述无规共聚聚丙烯加入量为3～10份。
作为优选，所述连续玻璃纤维为E级玻璃纤维无捻粗纱，玻璃纤维号数为600～2400Tex，纤维单丝直径为13～17μm，优选采用PP乳液上浆剂处理过的玻纤种类，PP乳液脱水成膜粘附在玻纤束表面，在连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的制备过程中，玻纤能与聚丙烯熔体形成较好的界面粘结，提高了玻纤与聚丙烯树脂的拉拔力，材料的拉伸性能得到提高。
作为优选，所述相容剂选自聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)、聚丙烯-马来酸酐接枝物(PP-g-MAA)、聚丙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝物(PP-g-MMA)中的至少一种。用马来酸酐接枝物、丙烯酸接枝物等可有效改善聚合物共混相容性差的问题，大大地改变了聚丙烯材料的极性，增强聚合物基体与玻璃纤维的粘结性。
作为优选，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂PS802、抗氧剂DSTP中的至少一种，以满足制件的长期老化要求。
作为优选，所述光稳定剂为低碱性受阻胺物质，优选自UV-770、HALS-944、HALS-855中的至少一种，满足制件的耐候老化要求。
所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的制备方法采用熔融浸渍工艺，包括步骤：
(1)将除连续玻璃纤维外的各原料组分混合搅拌均匀，得到混合物；
(2)将步骤(1)得到的混合物加入到双螺杆挤出机物料仓内，经双螺杆挤出机熔融混炼，各熔融基体分散混匀，熔体再经熔体分布器或流延模具，输送进浸渍模具内；
(3)将连续玻璃纤维由纱架单元引出，经张力调节装置、展丝装置、预热装置后，引入至所述浸渍模具，与所述熔体进行浸渍，出口模经冷却定型，得到所述的连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带。
步骤(2)中，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为35～44:1，双螺杆挤出机各区温度设定为160～240℃。
所述熔体分布器的温度为220～260℃。
所述浸渍模具的加热温度为220～280℃，浸渍模具长度为0.5～1.0米，以长度保证浸渍时间。温度低于220℃，玻纤与聚丙烯熔体浸渍效果不足，复合材料的性能较差；当温度超过280℃，聚合物、助剂发生降解，单向预浸带的表观发黄，气味增大。
步骤(3)中，所述预热装置为红外加热装置，加热温度为80～120℃。
步骤(3)中，玻纤在浸渍模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用，玻纤强制在模具内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍。
玻纤与熔体浸渍后出扁平口模经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷。
所述的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度为0.12～0.30mm，连续玻璃纤维含量为50wt％～75wt％。
本发明还提供了一种所述的有机片材的制备方法，采用连续双带式压机熔融焊接工艺，包括步骤：
(A)将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带通过横向切割设备，裁剪出具有一定长度的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带切断料；
(B)将步骤(A)得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带切断料作为90°方向横向料与连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层进行叠合，在连续双带式压机中经加热段、复合辊、冷却段，制备成所述有机片材。
所述的连续双带式压机可以是特氟龙带式压机和钢带式压机中的一种。
作为优选，所述连续双带式压机的加热段长度不小于1米，加热温度为160～220℃。
作为优选，所述连续双带式压机的复合辊压力设定值为0.5～10Bar，两根复合辊间隙不大于所述有机片材的设计厚度T，且不小于所述有机片材的设计厚度T的80％。
作为优选，所述连续双带式压机的冷却段长度不小于1米，冷却水温度不高于20℃，进一步优选为10～15℃。
本发明的有机片材可应用于轻量化需求的领域，如门基板、防撞梁、座椅底座、底护板、厢体蒙皮、建筑模板等。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：
1、与现有技术纤维织物预浸制备的有机片材相比，本发明采用连续玻璃纤维增强热塑性单向预浸带对称叠层制备的有机片材，因无纤维叠层交织互穿，有机片材的外观更为平整、厚度更为均匀，孔隙率小，有利于制品的成型。
2、采用纤维织物预浸制备的有机片材，因其纤维叠层交织互穿，纤维虽能很好地被锁固住，但从另一方面看，锁固住的纤维纱无法展纱，导致树脂浸渍纤维的效果差，纤维织物型有机片材的性能要低于单向预浸带叠层制备的有机片材。
3、因纤维织物型有机片材浸渍效果差、孔隙率多等问题，不利于在水\汽密性高、吸水率低的零部件上应用。本发明采用连续纤维增强热塑性单向预浸带对称叠层制备的有机片材具有更好的适用性。
4、与现有技术单向预浸带叠层制备的有机片材相比，本发明采用聚合物粘接助剂、无规共聚聚丙烯等材料，增加了材料层间的粘接性，降低了有机片材的翘曲，提高了片材的平面度，使材料的加工便利性和成型得到有效提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1～4和对比例1～3的各组分配方如表1所示，单位为质量份数。
表1
Figure BDA0002226781610000061
表1中专用玻璃纤维为PP乳液上浆剂处理过的玻璃纤维，通用玻璃纤维为未经过PP乳液上浆剂处理过的普通玻璃纤维。
实施例1
将100份PP(SK BX3920)，8份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，8份无规共聚聚丙烯(Braskem RP141)，3.0份马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168，0.2份光稳定剂HALS-944，0.1份紫外吸收剂UV-770置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与250份连续E级专用玻璃纤维(泰山玻纤T838P-600tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.125±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为260℃，浸渍模具的加热温度为280℃，红外加热装置温度为120℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]1s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为0.50mm有机片材。加热段温度190℃，复合辊间隙控制在0.40～0.50mm，复合压力控制在2bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。
实施例2
将100份PP(SK BX3920)，10份LLDPE，6份无规共聚聚丙烯(巴塞尔RP349U)，4.0份PP-g-MAA，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂PS802，0.2份光稳定剂HALS-855，0.1份紫外吸收剂UV-770置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与250份连续E级专用玻璃纤维(泰山玻纤T838P-600tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.15±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为260℃，浸渍模具的加热温度为280℃，红外加热装置温度为120℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]1s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为0.60mm有机片材。加热段温度190℃，复合辊间隙控制在0.48～0.60mm，复合压力控制在2bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。
实施例3
将100份PP(SK BX3920)，6份TPO，10份无规共聚聚丙烯(巴塞尔RP349U)，2.0份甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯PP-g-MMA，0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂168，0.3份抗氧剂DSTP，0.3份光稳定剂HALS-855置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与160份连续E级专用玻璃纤维(欧文斯科宁SE4805-1200tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.25±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为240℃，浸渍模具的加热温度为260℃，红外加热装置温度为100℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]2s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为2.0mm有机片材。加热段温度200℃，复合辊间隙控制在1.6～2.0mm，复合压力控制5bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。
实施例4
将100份PP(SK BX3920)，6份LLDPE，6份EVA，6份无规共聚聚丙烯(巴塞尔RP340R)，5.0份马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)，0.3份抗氧剂1010，0.3份抗氧剂168，0.3份抗氧剂PS802，0.2份光稳定剂HALS-855，0.1份紫外吸收剂UV-770置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与120份连续E级专用玻璃纤维(欧文斯科宁SE4805-1200tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.30±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为240℃，浸渍模具的加热温度为250℃，红外加热装置温度为100℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]3s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为3.6mm有机片材。加热段温度210℃，复合辊间隙控制在3.0～3.6mm，复合压力控制在8bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。
对比例1
将100份PP(SK BX3920)，6份TPO，10份无规共聚聚丙烯(巴塞尔RP349U)，2.0份甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯PP-g-MMA，0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂168，0.3份抗氧剂DSTP，0.3份光稳定剂HALS-855置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与160份连续E级普通玻璃纤维(泰山玻纤635C-1200tex，635C为通用玻纤，非PP乳液上浆剂处理)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.25±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为240℃，浸渍模具的加热温度为260℃，红外加热装置温度为100℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]2s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为2.0mm有机片材。加热段温度200℃，复合辊间隙控制在1.6～2.0mm，复合压力控制5bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带材料，玻纤虽已得到展丝分散，但PP树脂与玻纤的界面结合强度不足，可明显看到带材表观有因界面分层而产生的珠光色差。将其制备成有机片材进行测试，测试性能较差，结果见表2。
对比例2
将100份PP(SK BX3920)，10份无规共聚聚丙烯(巴塞尔RP349U)，2.0份甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯PP-g-MMA，0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂168，0.3份抗氧剂DSTP，0.3份光稳定剂HALS-855置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与160份连续E级专用玻璃纤维(欧文斯科宁SE4805-1200tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.25±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为240℃，浸渍模具的加热温度为260℃，红外加热装置温度为100℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]2s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为2.0mm有机片材。加热段温度200℃，复合辊间隙控制在1.6～2.0mm，复合压力控制5bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。粘结助剂一般为低模量低刚性材料，对有片材的力学性能影响也体现在模量和刚性上。但粘结助剂最为核心的作用是提高了预浸带片层间的剥离强度，未添加粘结助剂的有机片材容易被剥离分层。
对比例3
将100份PP(SK BX3920)，6份TPO，2.0份甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯PP-g-MMA，0.2份抗氧剂1010，0.2份抗氧剂168，0.3份抗氧剂DSTP，0.3份光稳定剂HALS-855置入混合机内进行低速混合均匀后经双螺杆挤出机熔融输送入熔体分布器后均匀地进入浸渍模具内，与160份连续E级专用玻璃纤维(欧文斯科宁SE4805-1200tex)在浸渍模具中汇合，玻纤在模具内受浸渍辊、牵引力、纤维预张力的作用下，玻纤强制在模内展纤，而熔体在多组浸渍辊形成的浸润角度产生了较大熔体压力差，使得树脂熔体渗透被展开的纤维束，从而对玻纤进行浸渍，通过调整挤出机喂料量、牵引速度和扁平口模出口间隙，将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的厚度控制在0.25±0.01mm，经三辊压光机、辅助牵引机后由收卷装置收卷，制得连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带。
双螺杆挤出机温度：160～240℃，熔体分布器的温度为240℃，浸渍模具的加热温度为260℃，红外加热装置温度为100℃。
将制得的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按需求量进行横切后作为90°横向料，与纵向放卷的0°连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]2s进行叠层，经连续双带式压机加热段、复合辊、冷却段制备得厚度为2.0mm有机片材。加热段温度200℃，复合辊间隙控制在1.6～2.0mm，复合压力控制5bar。
制备得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带和有机片材的测试样条进行测试，测试结果见表2。无规共聚聚丙烯的性能影响不大，但其结晶度较低，熔融温度低，改善了材料因后收缩引起的翘曲，保证了有机片材的平面度。
表2
Figure BDA0002226781610000121
备注：实施例1和实施例2的有机片材厚度低于1.0mm，无法对弯曲性能进行测定，表2中的数据暂按[0/90]3s进行测定，以供参考。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种有机片材，其特征在于，由连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层叠合而成，其中n表示对称数，s表示镜面对称铺层；
以重量份数计，所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的原料组成包括：
聚丙烯 100份；
聚合物粘接助剂 5~10份；
无规共聚聚丙烯 3~10份；
连续玻璃纤维 100~250份；
相容剂 1~5份；
热稳定剂 0.2~1.0份；
光稳定剂 0~0.5份；
所述聚合物粘接助剂为线性低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃热塑性弹性体中的至少一种；
所述无规共聚聚丙烯材料在230℃、2.16 kg载荷下的熔融指数为20~60 g/10 min。
2.根据权利要求1所述的有机片材，其特征在于，所述聚丙烯为高流动性聚丙烯，在230℃、2.16 kg载荷下的熔融指数为60~120 g/10 min。
3.根据权利要求1所述的有机片材，其特征在于，所述连续玻璃纤维为PP乳液上浆剂处理过的E级玻璃纤维无捻粗纱。
4.根据权利要求1所述的有机片材，其特征在于，所述相容剂选自聚丙烯-马来酸酐接枝物、聚丙烯-甲基丙烯酸甲酯接枝物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的有机片材，其特征在于，所述热稳定剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂PS802、抗氧剂DSTP中的至少一种；
所述光稳定剂选自UV-770、HALS-944、HALS-855中的至少一种。
6.根据权利要求1~5任一权利要求所述的有机片材，其特征在于，所述连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带的制备方法采用熔融浸渍工艺，包括步骤：
（1）将除连续玻璃纤维外的各原料组分混合搅拌均匀，得到混合物；
（2）将步骤（1）得到的混合物加入到双螺杆挤出机物料仓内，经双螺杆挤出机熔融混炼，各熔融基体分散混匀，熔体再经熔体分布器或流延模具，输送进浸渍模具内；所述浸渍模具的加热温度为220~280℃；
（3）将连续玻璃纤维由纱架单元引出，经张力调节装置、展丝装置、预热装置后，引入至所述浸渍模具，与所述熔体进行浸渍，出口模经冷却定型，得到所述的连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带。
7.根据权利要求1~6任一权利要求所述的有机片材的制备方法，其特征在于，采用连续双带式压机熔融焊接工艺，包括步骤：
（A）将连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带通过横向切割设备，裁剪出具有一定长度的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带切断料；
（B）将步骤（A）得到的连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带切断料作为90°方向横向料与连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带按[0/90]ns对称铺层进行叠合，在连续双带式压机中经加热段、复合辊、冷却段，制备成所述有机片材。
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