CN114274638B - 一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用。本发明的一种连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，所述带材层含有连续纤维束，所述上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加浸润剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
纤维增强复合材料，是以聚合物为基体，以纤维束等纤维材料为增强材料而制成的复合材料，它综合了塑料基体和纤维束的综合性能，已成为一种具有优越性能和广泛用途的工程材料。
但是，现有技术的玻璃纤维与树脂基体的相容性较差，界面结合不好，容易形成缺陷，由此制成的带材在户外使用时，容易因UV老化等导致基材开裂，性能丧失。为此，可以利用浸润剂改变玻璃纤维的表面性能，增强其与树脂基体的相容性，在一定程度上提高复合材料的性能。在玻璃纤维生产过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆浸润剂，浸润剂的性能很大程度上决定玻璃纤维的质量品质，浸润剂不仅能够增强纤维束的粘合性、耐起绒性、涂覆性，使纤维表面平滑，增加耐磨性、柔韧性，并易于卷绕且缠绕时损伤减少；还能够提高玻璃纤维与树脂基体的相容性，使得制备的复合材料的机械性能得以提高。
CN107540244A公开了一种增强聚丙烯塑料玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂由以下组分组成，各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：(1)丙烯酸乳液3-22％；(2)聚醋酸乙烯酯乳液2-24％；(3)聚酯乳液1-10％；(4)环氧乳液1-17％；(5)改性脂肪烃类润滑剂0.1-3.5％；(6)硅烷偶联剂0.2-1.5％；(7)表面活性剂0.1-2％；(8)抗静电剂0.1-1.0％；(9)pH调节剂0.1-0.9％；(10)剩余为去离子水。该发明提供的浸润剂能够与聚丙烯塑料树脂相容性好，增强了玻璃纤维的塑性和挺度，减少了毛丝的产生，具有良好的切割性、分散性及流动性并赋予复合材料突出的力学性能和电性能，同时提高了玻璃纤维的机械性能。通过浸润剂提高改善玻璃纤维的表面性能，进一步提高增强塑料的性能。
CN108996923A公开了一种高浸渍性的LFT增强聚丙烯用无碱玻璃纤维浸润剂及其应用，该浸润剂包含pH值调节剂、硅烷类偶联剂、成膜剂A、成膜剂B、润滑剂、表面活性剂、抗氧剂和去离子水，成膜剂A为马来酸酐接枝改性的聚丙烯蜡乳液，成膜剂B为马来酸酐接枝改性的聚乙烯乳液，润滑剂为PEG类润滑剂和矿物油类润滑剂的组合，表面活性剂为微晶蜡乳液和阳离子聚丙烯酰胺乳液的组合，抗氧剂为次亚磷酸盐类。通过该浸润剂生产的玻璃纤维具备良好的界面结合性，在高温下能与聚丙烯树脂快速容合，浸渍速度快，还兼备良好的工艺性，耐磨性好，毛羽少，具有高浸渍性，从而可以提高生产效率，降低生产成本。
但是，上述浸润剂在玻璃纤维表面的浸透较慢，成膜性差，导致制备的复合材料的力学性能较差，不便于应用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用，制得的连续纤维束增强复合材料，无需添加连续纤维束浸润剂和其他助剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。
本发明的目的之一在于提供一种连续纤维束增强复合材料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，所述带材层含有连续纤维束，所述上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加连续纤维束浸润剂和其他助剂，在含有连续纤维束的带材层的上下两侧复合不含连续纤维束的上膜层和下膜层，不存在界面结合不良的问题，使得连续纤维束增强材料与基体树脂之间的相容性更好，制得的连续纤维束增强复合材料具有良好的耐候性和耐老化性能。
本发明中，按重量份计，所述带材层包含10-90份的主体树脂和90-10份的连续纤维束。
本发明中，所述主体树脂为PP、PC、PET、POE、EVA、EMA、PA、PBT、PE、ABS、PMMA、PVDF、ETFE、PVF、环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述连续纤维束为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述上层膜与所述下层膜相同，按重量份计，所述上层膜包含如下组分：
基体树脂的重量份为80-100份，例如为80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份、96份、97份、98份、99份或100份等。
填料的重量份为0-20份，例如为0、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
抗老化助剂的重量份为0-3份，例如为0、1份、2份、3份等。
本发明中，所述基体树脂为PP、PC、PET、POE、EVA、EMA、PA、PBT、PE、ABS、PMMA、PVDF、ETFE、PVF、环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述抗老化助剂为光稳定剂和/或抗氧剂。
优选地，所述光稳定剂为光屏蔽剂类光稳定剂、淬灭剂类光稳定剂、自由基捕获剂类光稳定剂和氢过氧化物分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂和金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述填料为钛白粉、炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、云母、石墨烯、氧化铝、蒙脱土中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明中，所述带材层为多层复合层，相邻两层连续纤维束的连续纤维束之间的夹角为0-90°。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的连续纤维束增强复合材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比配置带材层原料经模头挤出后，与连续纤维束增强材料浸润淋膜，得到单层连续纤维束增强复合材料层；
按配比配置的上下膜层原料经模头挤出后，得到上下膜层；
将单层连续纤维束增强复合材料层及上下膜层按所需尺寸大小进行裁切，或，将裁切好的上下膜层、单层连续纤维束增强复合材料按相邻层纤维束之间的夹胶为0-90°进行层叠复合热压，得到多层连续纤维束增强复合材料。
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述的连续纤维束增强复合材料的应用，将所述连续纤维束增强复合材料用于光伏组件背板材料、汽车外壳、电池外壳、轨道交通设备外壳、飞机零部件、航空器材零部件、风力发电叶片、头盔的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加浸润剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。具体的，本发明的连续纤维束增强复合材料外观良好，无浮纤，拉伸强度为69-235MPa，PCT 48h后的拉伸强度为332-136MPa，对材料内部保护良好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
本实施例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，带材层含有连续纤维束，上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
按重量份计，带材层包含60份的PET(厂家中石化仪征化纤型号FG600)和40份的连续玻纤束。
上层膜与下层膜相同，按重量份计，上层膜包含如下组分：
PET 90份
钛白粉 9份
抗老化助剂 1份。
其中，基体树脂为中石化仪征化纤厂家的FG600型号，钛白粉为科幕公司的R-XXX，抗老化助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯与双(2,2,6,6－四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的混合物。
本实施例的连续纤维束增强复合材料的制备方法如下：
①带材层制备：带层的各组分按比例进行混合，混合好的原料经挤出机挤出，经模头到三辊处，在三辊处与放卷的玻纤束进行浸润淋膜。冷却后形成带材层；
②上下膜层：膜层的各组分按比例进行混合，混合好的原料经挤出机挤出，经模头到三辊处，后经双拉定型后形成上下膜层；
③复合材料：按尺寸裁切带材层，本实施例的带材层为2层；按层叠顺序依次层叠上膜层、各带材层(相邻带材层的玻纤束夹胶为90°)、下膜层，经辊压机进行层压(250℃)，冷却后形成复合材料。
实施例2
本实施例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，带材层含有连续纤维束，上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
按重量份计，带材层包含40份的PP(厂家台塑型号3084H)和60份的玻纤束，带材层为3层。
上层膜与下层膜相同，按重量份计，上层膜包含如下组分：
PP 89份
钛白粉 10份
抗老化助剂 1份。
其中，基体树脂为台塑的聚丙烯3084H，钛白粉为科幕公司的R-105，抗老化助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯及三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯的混合物。
实施例3
本实施例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，带材层含有连续纤维束，上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
按重量份计，带材层包含80份的PC(厂家帝人公司型号L1250Y)和20份的玻纤束，带材层为4层。
上层膜与下层膜相同，按重量份计，上层膜包含如下组分：
PC 95份
钛白粉 4份
抗老化助剂 1份。
其中，基体树脂为帝人公司的PC树脂L-1250Y，钛白粉为科幕公司的R-350，抗老化助剂为聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。
实施例4
本实施例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，带材层含有连续纤维束，上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
按重量份计，带材层包含70份的改性POE(厂家DOW型号38658)和30份的玻纤束，带层为3层。
上层膜与下层膜相同，按重量份计，上层膜包含如下组分：
PP(厂家台塑型号3084H) 89份
钛白粉 10份
抗老化助剂 1份。
其中，PP为台塑公司的3084H、钛白粉为科幕公司的R-350，抗氧化助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯与双(2,2,6,6－四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的混合物。
实施例5
本实施例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，带材层含有连续纤维束，上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。
按重量份计，带材层包含50份的改性PP(厂家台塑型号3084H)和50的连续碳纤维束，带材层为3层。
上层膜与下层膜相同，按重量份计，上层膜包含如下组分：
PP(厂家台塑型号3084H) 89份
炭黑 10份
抗老化助剂 1份。
其中，PP为台塑公司的3084H，炭黑为连康明N220，抗老化助剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯与双(2,2,6,6－四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯的混合物。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于，只含中间带材层，不含上层膜和下层膜，其他的与实施例1的均相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，添加了浸润剂，本对比例的连续纤维束增强复合材料，包括带材层，按重量份计，带材层包含60份的PET(厂家中石化仪征化纤型号FG600)10份浸润剂和30份的连续玻纤束，其中，浸润剂的组成如CN108996923A公开的实施例1的组成，按重量百分比计，浸润剂具体包含2％的乙酸、17％的氨基硅烷偶联剂(产品牌号为迈图的A1100)、47％的马来酸酐改性PP蜡乳液(产品牌号选用美国michelmanME91735.S-OP)、28％的马来酸酐改性聚乙烯(产品牌号选用Emulsion 29730)、2.5％的PEG400和改性矿物油的复配物(二者复配比例以固体质量之比计为2:1，产品牌号为科凯2640和STANTEX G 7607)、2.5％的微晶蜡乳液和聚丙烯酰胺乳液的复配物(复配比例以固体质量之比计为5:1，选用拜尔的ML723和6760L)、1％的次亚磷酸钠和2％的去离子水。
将实施例1-5与对比例1-2制得的连续纤维束增强复合材料进行性能测试，测试结果如表1所示，其中，拉伸强度的按照GB13022测试，PCT老化的具体条件为：121℃、1个大气压、100％湿度条件。
表1
由表1可以看出，本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加浸润剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。具体的，本发明的连续纤维束增强复合材料外观良好，无浮纤，拉伸强度为69-235MPa，PCT48h后的拉伸强度为30-140MPa。
对比例1只含中间带材层，不含上层膜和下层膜，表面有肉眼可见的浮纤现象，由于没有上下膜层的保护，PCT老化时，水汽很容易经玻纤与基材的界面结合不好处进入材料内部，导致材料性能大幅度下降。
对比例2由于浸润剂的添加，改善玻纤与基材的界面，外观好转，但是还是有轻微浮纤现象。同样由于没有上下膜层的保护，PCT老化时，水汽还会进入材料内部，导致材料性能下降，下降幅度大于本申请有上下膜层保护的复合材料。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种连续纤维束增强复合材料，其特征在于，为带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，所述带材层含有连续纤维束，所述上膜层与所述下膜层不含连续纤维束；
按重量份计，所述带材层包含10-90份的主体树脂和90-10份的连续纤维束；
所述上层膜与所述下层膜相同，按重量份计，所述上层膜包含如下组分：
基体树脂 80-100份
填料 1-20份
抗老化助剂 1-3份；
所述带材层为多层复合层，相邻两层连续纤维束的连续纤维束之间的夹角为0-90°；
所述连续纤维束增强复合材料采用如下方法进行制备，其包括以下步骤：
按配比配置带材层原料经模头挤出后，与连续纤维束增强材料浸润淋膜，得到单层连续纤维束增强复合材料层；
按配比配置的上下膜层原料经模头挤出后，得到上下膜层；
将单层连续纤维束增强复合材料层及上下膜层按所需尺寸大小进行裁切，将裁切好的上下膜层、单层连续纤维束增强复合材料按相邻层纤维束之间的夹角为0-90°进行层叠复合热压，得到多层连续纤维束增强复合材料。
2.根据权利要求1所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述主体树脂为PP、PC、PET、POE、EVA、EMA、PA、PBT、PE、ABS、PMMA、PVDF、ETFE、PVF、环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述连续纤维束为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述基体树脂为PP、PC、PET、POE、EVA、EMA、PA、PBT、PE、ABS、PMMA、PVDF、ETFE、PVF、环氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述抗老化助剂为光稳定剂和/或抗氧剂。
6.根据权利要求5所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述光稳定剂为光屏蔽剂类光稳定剂、淬灭剂类光稳定剂、自由基捕获剂类光稳定剂和氢过氧化物分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求5所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂和金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的连续纤维束增强复合材料，其特征在于，所述填料为钛白粉、炭黑、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、云母、石墨烯、氧化铝、蒙脱土中的任意一种或至少两种的混合物。
9.一种如权利要求1-8之一所述的连续纤维束增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按配比配置带材层原料经模头挤出后，与连续纤维束增强材料浸润淋膜，得到单层连续纤维束增强复合材料层；
按配比配置的上下膜层原料经模头挤出后，得到上下膜层；
将单层连续纤维束增强复合材料层及上下膜层按所需尺寸大小进行裁切，将裁切好的上下膜层、单层连续纤维束增强复合材料按相邻层纤维束之间的夹胶为0-90°进行层叠复合热压，得到多层连续纤维束增强复合材料。
10.一种如权利要求1-8之一所述的连续纤维束增强复合材料的应用，其特征在于，将所述连续纤维束增强复合材料用于光伏组件背板材料、汽车外壳、电池外壳、轨道交通设备外壳、航空器材零部件、风力发电叶片、头盔的制备。
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| CN106573437A (zh) * | 2014-07-29 | 2017-04-19 | 乐天化学株式会社 | 连续纤维复合材料和用于产生连续纤维复合材料的方法 |
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