CN113564778A - 热塑玻纤增强pp复合材料专用玻璃纤维布生产工艺 - Google Patents

热塑玻纤增强pp复合材料专用玻璃纤维布生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于纤维布技术领域，涉及热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，包括混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备、玻璃纤维布的制备、热塑玻纤增强PP复合材料复卷和后处理，其中混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号0.2％—5％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的50％—100％。该工艺降低生产成本，简化了成型工艺，提高了生产效率，还可以避免因注射成型因压力不匀或材料流动差易产生缺陷制品的可能性；玻璃纤维布的可塑性好，强度高。

Description

热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺
技术领域
本发明属于纤维布技术领域，具体涉及热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺。
背景技术
热塑性材料是指材料具有加热软化、冷却硬化特性的特性，其在热时变软以至流动，冷却变硬，该种过程是可逆的，可以反复进行，具有重复利用的效果。其中热塑性玻璃纤维增强PP是应用比较广泛的材料。
常规的热塑性玻璃纤维增强PP复合材料是将热塑性玻璃纤维短切成0.2-7mm，均匀分布在PP基体中的一种复合材料。其生产工艺分为造粒和成型两个过程，造粒是将热塑性玻璃纤维短切后与PP粒子按一定的比例加热混合后，进一步塑炼后经口模挤出料条，再经冷却、干燥然后切成粒料。成型工艺是注射工艺，是将粒料加热融化后导入注射到模腔中经一段时间的冷却，使物料在保持模腔形状的情况下冷却到玻璃态，然后开模取出制品。
经上述工艺生产的热塑性玻璃纤维增强PP复合材料，虽然制品的用途比较广泛，但存在着强度不高，生产效率较低和成本较高的缺陷，给产品的推广应用带来不利的影响，特别是在制品日益大型化及结构复杂化的背景下，对制品的强度提出更高的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，该工艺降低生产成本，简化了成型工艺，提高了生产效率，还可以避免因注射成型因压力不匀或材料流动差易产生缺陷制品的可能性；玻璃纤维布的可塑性好，强度高。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，包括如下操作步骤：
步骤S1，混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备：将玻璃纤维与PP纤维按照股数设计纱号，所述玻璃纤维与PP纤维股数比例为6:4(上下波动±10％)，所述玻璃纤维无碱玻璃纤维；所述玻璃纤维与PP纤维混合后无需捻转形成混纺纤维纱；所述混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号0.2％—5％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；所述热塑玻纤增强PP复合材料绕设在放卷装置上收卷成型，收卷后在烘干装置烘干定型，所述烘干温度为80-150℃、烘干时间为0.5h—3h；所述混纺纤维纱的总纱号为600—4000tex，卷绕比为3-8，卷装为17±1.0kg，玻璃纤维含油率为0.55±0.15％；
步骤S2，玻璃纤维布的制备：将上述热塑玻纤增强PP复合材料放置在整纱架上，采用聚丙烯纤维胶带将排放好的复合材料纱线粘好，所述聚丙烯纤维胶带上粘附的热塑玻纤增强PP复合材料具有16—40股/cm；排放并粘好后的复合材料纱线卷绕在整纱架的径轴上，将经轴根据玻璃纤维布的纹路设置进行穿综、插筘、上轴、织布；织布形成的玻璃纤维布公称总量为400g/m2—2000g/m2，经纱号数与纬纱号数相同，经密*纬密为3.2*3.2根/cm，偏差范围为±10％；
所述热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面所述聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的50％—100％；
步骤S3，后处理：将上述织好的纤维布按照所需的形状进行裁剪，按照模具的形状铺设在模具中，加热融化后即可得到所需制品，加热温度为180-275℃。
进一步的，所述碳纤维为长切碳纤维、短切碳纤维与连续性碳纤维按照股线比为1:1:1混合而成。
进一步的，所述步骤S1混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备与步骤S2玻璃纤维布的制备间还具有步骤SX，热塑玻纤增强PP复合材料复卷：将从烘干装置烘干定型复合材料纱线卷通过收卷装置重新绕卷，所述复合材料纱线穿过除静电装置从一个卷筒绕向另一卷筒。
进一步的，所述除静电装置入口前端设有微气流吹扫装置，所述复合材料纱线经微气流吹扫装置处理后进入除静电装置。
本发明的有益效果是：
1、采用上述方案，本发明提供的一种热塑性玻璃纤维增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，降低生产成本，简化了成型工艺，提高了生产效率，还可以避免因注射成型因压力不匀或材料流动差易产生缺陷制品的可能性。
2、混纺纤维纱中混合加入碳纤维混合材料，可以有效确保热塑玻纤增强PP复合材料可塑性，确保形成玻璃纤维布的可塑性，强度高，满足不同制品的要求。
3、玻璃纤维布织布成型后在其表面贴附有聚丙烯纤维胶带，聚丙烯纤维胶带具有热塑性，在后处理加热融化时与玻璃纤维布混合成型，进一步提高制品的强度。
4、采用复卷的方式，对成型的复合材料纱线清理、除静电，可以有效避免在织布过程中出现碎线、毛刺等，提高玻璃纤维布的品质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，包括如下操作步骤：
步骤S1，混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备：将玻璃纤维与PP纤维按照股数设计纱号，所述玻璃纤维与PP纤维股数比例为6:4(上下波动±10％)，所述玻璃纤维无碱玻璃纤维；所述玻璃纤维与PP纤维混合后无需捻转形成混纺纤维纱；所述混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号0.5％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；所述碳纤维为长切碳纤维、短切碳纤维与连续性碳纤维按照股线比为1:1:1混合而成；所述热塑玻纤增强PP复合材料绕设在放卷装置上收卷成型，收卷后在烘干装置烘干定型，所述烘干温度为80℃、烘干时间为2.5h；所述混纺纤维纱的总纱号为800±40tex，卷绕比为7.2，卷装为17±1.0kg，玻璃纤维含油率为0.55±0.15％；
步骤SX，热塑玻纤增强PP复合材料复卷：将从烘干装置烘干定型复合材料纱线卷通过收卷装置重新绕卷，所述除静电装置入口前端设有微气流吹扫装置，所述复合材料纱线经微气流吹扫装置处理后进入除静电装置；所述复合材料纱线穿过除静电装置从一个卷筒绕向另一卷筒；
步骤S2，玻璃纤维布的制备：将上述热塑玻纤增强PP复合材料放置在整纱架上，采用聚丙烯纤维胶带将排放好的复合材料纱线粘好，所述聚丙烯纤维胶带上粘附的热塑玻纤增强PP复合材料具有36股/cm；排放并粘好后的复合材料纱线卷绕在整纱架的径轴上，所述经轴的幅宽为2220±10mm，将经轴根据玻璃纤维布的纹路设置进行穿综、插筘、上轴、织布；织布形成的玻璃纤维布公称总量为510±25g/m2，经纱号数与纬纱号数相同，经密*纬密为3.2*3.2根/cm，偏差范围为±10％，卷长为100±1m；
所述热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面所述聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的55％；
步骤S3，后处理：将上述织好的纤维布按照所需的形状进行裁剪，按照模具的形状铺设在模具中，加热融化后即可得到所需制品，加热温度为260℃。
实施例2
热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，包括如下操作步骤：
步骤S1，混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备：将玻璃纤维与PP纤维按照股数设计纱号，所述玻璃纤维与PP纤维股数比例为6:4(上下波动±10％)，所述玻璃纤维无碱玻璃纤维；所述玻璃纤维与PP纤维混合后无需捻转形成混纺纤维纱；所述混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号2.5％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；所述碳纤维为长切碳纤维、短切碳纤维与连续性碳纤维按照股线比为1:1:1混合而成；所述热塑玻纤增强PP复合材料绕设在放卷装置上收卷成型，收卷后在烘干装置烘干定型，所述烘干温度为100℃、烘干时间为2h；所述混纺纤维纱的总纱号为1870±93tex，卷绕比为6.4，卷装为17±1.0kg，玻璃纤维含油率为0.55±0.15％；
步骤SX，热塑玻纤增强PP复合材料复卷：将从烘干装置烘干定型复合材料纱线卷通过收卷装置重新绕卷，所述除静电装置入口前端设有微气流吹扫装置，所述复合材料纱线经微气流吹扫装置处理后进入除静电装置；所述复合材料纱线穿过除静电装置从一个卷筒绕向另一卷筒；
步骤S2，玻璃纤维布的制备：将上述热塑玻纤增强PP复合材料放置在整纱架上，采用聚丙烯纤维胶带将排放好的复合材料纱线粘好，所述聚丙烯纤维胶带上粘附的热塑玻纤增强PP复合材料具有30股/cm；排放并粘好后的复合材料纱线卷绕在整纱架的径轴上，经轴的幅宽为2220±10mm，将经轴按照组织为2/2的斜纹进行穿综、插筘、上轴、织布；织布形成的玻璃纤维布公称总量为980g/m2，经纱号数与纬纱号数相同，经密*纬密为3.2*3.2根/cm，偏差范围为±10％；
所述热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面所述聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的60％；
步骤S3，后处理：将上述织好的纤维布按照所需的形状进行裁剪，按照模具的形状铺设在模具中，加热融化后即可得到所需制品，加热温度为180-275℃。
实施例3
热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，包括如下操作步骤：
步骤S1，混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备：将玻璃纤维与PP纤维按照股数设计纱号，所述玻璃纤维与PP纤维股数比例为6:4(上下波动±10％)，所述玻璃纤维无碱玻璃纤维；所述玻璃纤维与PP纤维混合后无需捻转形成混纺纤维纱；所述混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号4.2％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；所述碳纤维为长切碳纤维、短切碳纤维与连续性碳纤维按照股线比为1:1:1混合而成；所述热塑玻纤增强PP复合材料绕设在放卷装置上收卷成型，收卷后在烘干装置烘干定型，所述烘干温度为145℃、烘干时间为1h；所述混纺纤维纱的总纱号为3650±182tex，卷绕比为4.2，卷装为17±1.0kg，玻璃纤维含油率为0.55±0.15％；
步骤SX，热塑玻纤增强PP复合材料复卷：将从烘干装置烘干定型复合材料纱线卷通过收卷装置重新绕卷，所述除静电装置入口前端设有微气流吹扫装置，所述复合材料纱线经微气流吹扫装置处理后进入除静电装置；所述复合材料纱线穿过除静电装置从一个卷筒绕向另一卷筒；
步骤S2，玻璃纤维布的制备：将上述热塑玻纤增强PP复合材料放置在整纱架上，采用聚丙烯纤维胶带将排放好的复合材料纱线粘好，所述聚丙烯纤维胶带上粘附的热塑玻纤增强PP复合材料具有24股/cm；排放并粘好后的复合材料纱线卷绕在整纱架的径轴上，将经轴根据玻璃纤维布的纹路设置进行穿综、插筘、上轴、织布；织布形成的玻璃纤维布公称总量为1500±75g/m2，经纱号数与纬纱号数相同，经密*纬密为3.2*3.2根/cm，偏差范围为±10％；
所述热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面所述聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的95％；
步骤S3，后处理：将上述织好的纤维布按照所需的形状进行裁剪，按照模具的形状铺设在模具中，加热融化后即可得到所需制品，加热温度为270℃。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：
步骤S1，混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备：将玻璃纤维与PP纤维按照股数设计纱号，所述玻璃纤维与PP纤维股数比例为6:4(上下波动±10％)，所述玻璃纤维无碱玻璃纤维；所述玻璃纤维与PP纤维混合后无需捻转形成混纺纤维纱；所述混纺纤维纱中加入混纺纤维纱总纱号0.2％—5％的碳纤维混合材料形成热塑玻纤增强PP复合材料；所述热塑玻纤增强PP复合材料绕设在放卷装置上收卷成型，收卷后在烘干装置烘干定型，所述烘干温度为80-150℃、烘干时间为0.5h—3h；所述混纺纤维纱的总纱号为600—4000tex，卷绕比为3-8，卷装为17±1.0kg，玻璃纤维含油率为0.55±0.15％；
步骤S2，玻璃纤维布的制备：将上述热塑玻纤增强PP复合材料放置在整纱架上，采用聚丙烯纤维胶带将排放好的复合材料纱线粘好，所述聚丙烯纤维胶带上粘附的热塑玻纤增强PP复合材料具有16—40股/cm；排放并粘好后的复合材料纱线卷绕在整纱架的径轴上，将经轴根据玻璃纤维布的纹路设置进行穿综、插筘、上轴、织布；织布形成的玻璃纤维布公称总量为400g/m2—2000g/m2，经纱号数与纬纱号数相同，经密*纬密为3.2*3.2根/cm，偏差范围为±10％；
所述热塑玻纤增强PP复合材料制成玻璃纤维布后在玻璃纤维布两面均贴上聚丙烯纤维胶带；一面所述聚丙烯纤维胶带展开面积为玻璃纤维布面积的50％—100％；
步骤S3，后处理：将上述织好的纤维布按照所需的形状进行裁剪，按照模具的形状铺设在模具中，加热融化后即可得到所需制品，加热温度为180-275℃。
2.如权利要求1所述的热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，其特征在于，所述碳纤维为长切碳纤维、短切碳纤维与连续性碳纤维按照股线比为1:1:1混合而成。
3.如权利要求1所述的热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，其特征在于，所述步骤S1混纺纤维纱及热塑玻纤增强PP复合材料的制备与步骤S2玻璃纤维布的制备间还具有步骤SX，热塑玻纤增强PP复合材料复卷：将从烘干装置烘干定型复合材料纱线卷通过收卷装置重新绕卷，所述复合材料纱线穿过除静电装置从一个卷筒绕向另一卷筒。
4.如权利要3所述的热塑玻纤增强PP复合材料专用玻璃纤维布生产工艺，其特征在于，所述除静电装置入口前端设有微气流吹扫装置，所述复合材料纱线经微气流吹扫装置处理后进入除静电装置。
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