CN1569455A

CN1569455A - 热塑性树脂基连续纤维复合型材及其制备方法

Info

Publication number: CN1569455A
Application number: CN 03141530
Authority: CN
Inventors: 张锦福; 周章龙; 毛国强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-01-26

Abstract

本发明涉及一种热塑性树脂基连续纤维复合型材，其组成(以重量计)为热塑性树脂70－75％、玻璃纤维24－27％、增韧剂1－3％。本发明还涉及该复合型材的制备方法，包括造粒和真空热定型工艺。利用本发明工艺制造的复合型材具有成本较低、表面平整光洁等特点。

Description

热塑性树脂基连续纤维复合型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及热塑性树脂基连续纤维复合型材及其生产工艺。

背景技术

由于建筑耗能基本占社会总能耗的35％～40％，而建筑外墙门窗系统的能耗又占建筑能耗的50％。因此，利用全新的环保节能材料提高建筑外围结构材料的保温节能性能，正成为人们研究的重点。节能门窗的开发近年来发展迅速，其中应用较广的为铝塑复合窗。

铝塑复合窗按隔热材料的不同可分为聚氨酯(PU)结构、聚氯乙烯(PVC)结构、聚酰胺(PA)结构三种。

通常聚酰胺尼龙加上玻璃纤维为“增强尼龙”，其导热系数为0.3ω/mk²。目前用于铝塑复合窗隔热条效果良好的材料是玻璃纤维增强尼龙66树脂，该树脂是采用尼龙树脂与玻璃纤维经挤出机挤出的工程塑料，具有高强度、高耐热性、低热胀系数和收缩率、吸水性低、尺寸稳定性好等特性，玻璃纤维强化聚酰胺66隔热条的热膨胀系数为3×10^-5/℃。

目前国内大多采用注射方式生产玻璃纤维强化尼龙66，用于加工单个零件。而采用连续挤出生产的玻璃纤维强化尼龙66隔热条主要依靠进口，由于使用普通玻璃纤维强化尼龙66会产生浮纤现象，造成型材表面不光洁，因此国外产品制造中对玻璃纤维原料的要求很高，需要使用直径小于0.01毫米的超细玻璃纤维，以避免产生浮纤，但使用超细玻璃纤维使得产品的强度低于普通玻璃纤维增强料。同时国外多采用水冷定型的生产工艺，工艺条件对材料润滑要求高，成本较高。例如西德采用直接水冷硬顶法，挤出速度极慢，只有0.1-0.2米/分钟，而意大利采用单级水冷定型工艺，挤出速度达到1-1.5米/分钟，但成品表面常有缺损。

发明内容

本发明的目的是提供一种热塑性树脂基连续纤维复合型材，该复合型材以热塑性树脂和普通的玻璃纤维以及少量增韧剂混炼而成，克服了现有技术存在的不足。

本发明的另一目的是公开该复合型材的生产工艺。

本发明主要采用热塑性树脂、普通玻璃纤维及增韧剂按一定的配比混合，经过造粒和真空热定型工艺制成。

本发明提出的热塑性树脂基连续纤维复合型材的组成(重量％)如下：

热塑性树脂 70-75

玻璃纤维 24-27

增韧剂 1-3

上述复合型材的配方中，热塑性树脂可采用尼龙6粒子或尼龙66粒子或聚乙烯粒子或聚丙烯粒子等。玻璃纤维直径为0.03～0.04毫米。增韧剂为尼龙1010或尼龙1012或三元乙丙胶或聚胺酯等热塑性弹性体。

本发明采用真空热定型工艺以取代目前普遍使用的水冷定型工艺，本发明的真空热定型工艺特点在于挤出机采用突变螺杆，这样可以使玻璃纤维与热塑性树脂充分熔合，均匀分布。出料量随真空热定型模具型腔横截面大小及牵引速度而控制，挤出的热塑性树脂基连续纤维复合材料经过真空热定型模进行热定型加工。定型温度通过流体自身温度的降低以及真空热定型模具的分级控温来控制，以实现逐步降温成型的效果。根据所需定型的具体改性材料，定型温度应控制在由接近其熔融温度(即胶条进入真空热定型模时的起点温度)逐步降至接近其凝固温度(即胶条离开真空热定型模时的终点温度)。例如对于玻璃纤维增强尼龙66材料而言，其热定型温度应控制为由250℃逐步降至150℃。本工艺的挤出速度达到1-3米/分钟。真空热定型工艺所使用的真空热定型模为定制的模具，用热模钢制造，中央为一定规格的长方体型腔，型腔横截面决定了型材的横截面大小，可采用14.8mm*4.2mm，长度可根据需要定为500-1000mm，外层设计真空抽气室，最外层设计安装加热温控系统，该温控系统可分为3-5级调节，以实现逐步降温控制。模具从横截面中间上下分开，以便操作。模具的外型尺寸可根据型腔横截面、真空抽气室、加热温控系统需要而确定。

附图说明

图1为本发明复合型材的造粒加工工艺流程图。

图2为本发明复合型材的真空热定型加工工艺流程图。

有益效果：

1、本发明复合型材由热塑性树脂、普通玻璃纤维及增韧剂混炼而成，不含矿纤、石粉，避免了环境污染。

2、本发明采用真空热定型工艺，可采用普通玻璃纤维作为增强原料，所制造的产品无浮纤现象，表面平整光洁，且原料成本大大低于进口同类产品。

3、本发明复合型材采用普通玻璃纤维作为增强原料，产品强度高于超细玻璃纤维增强尼龙66隔热条，热胀系数较低，挤出速度达到1-3米/分钟，表面无缺损，有效克服了德、意等进口隔热条的缺陷。

具体实施方式

一、造粒

根据上述配方将热塑性树脂和增韧剂按比例用搅拌机充分混合，然后在双螺杆挤出机中同直径为0.03～0.04毫米的玻璃纤维以配方比例掺混，熔融挤出。经水冷至常温后，用切粒机切成2-3mm的改性粒子备用，切粒速度应与挤出速度匹配。

二、真空热定型

改性粒子经烘箱预热至100℃左右后用加热干燥料筒在100℃左右的温度下进行动态干燥，经单螺杆挤出机熔融挤出，根据产品横截面大小，可选用直径25-65mm挤出机，挤出机采用突变螺杆，挤出速度为1-3米/分钟，挤出胶条通过500-1000mm长的真空热定型模具逐渐冷却定型，根据所需定型的具体改性材料，定型温度控制在由接近其熔融温度逐步降至接近其凝固温度。定型后的胶条再通过1.2米长左右的喷淋冷却水槽冷却至常温。

三、精度检测、牵引收卷

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但不限制本发明。下列实施例中所使用的材料与设备包括：

辽阳石油化纤总公司生产的挤出级尼龙66粒料；

上海赛璐珞厂生产的尼龙1010粒料；

北京通州玻璃纤维厂生产的玻璃纤维(直径0.03-0.04毫米)；

南京智诚橡塑机械有限公司生产的zc-65型双螺杆挤出机；

上海挤出机械厂生产的sj45-25型单螺杆挤出机(采用突变螺杆)；

真空热定型模具的型腔横截面规格为14.8mm×4.2mm，长度为600-1000mm；

张家港市白熊科美机械有限公司生产的shr-100型搅拌机和sj-f03型切粒机；

加热干燥料筒采用昆山市新众机械铸造有限公司生产的25kg塑料干燥机。

实施例1

称取70kg尼龙66粒料和3kg尼龙1010粒料，经搅拌机充分混合后，在双螺杆挤出机中同27kg直径为0.03～0.04毫米的玻璃纤掺混，熔融挤出。经水冷至常温后，用切粒机切成3mm的改性粒子，切粒速度应与挤出速度匹配。用烘箱将改性粒子预热至100℃后用加热干燥料筒在100℃下进行动态干燥，经单螺杆挤出机熔融挤出，根据产品截面大小，可选用直径25-65mm挤出机，挤出机采用突变螺杆，挤出速度为1-3米/分钟。挤出的胶条通过已预热至250℃的600mm长的真空热定型模逐渐冷却至150℃进行定型。定型后的胶条再通过1.2米长左右的喷淋冷却水槽后即可收卷。

实施例2

称取75kg尼龙66粒料和3kg尼龙1010粒料，经搅拌机充分混合后，在双螺杆挤出机中同24kg直径为0.03～0.04毫米的玻璃纤维掺混，熔融挤出。经水冷至常温后，用切粒机切成2.5mm的改性粒子，切粒速度应与挤出速度匹配。用烘箱将改性粒子预热至100℃后用加热干燥料筒在100℃下进行动态干燥，经单螺杆挤出机熔融挤出，根据产品截面大小，可选用直径25-65mm挤出机，挤出机采用突变螺杆，挤出速度为1-3米/分钟。挤出的胶条通过已预热至250℃的1000mm长的真空热定型模逐渐冷却至150℃进行定型。定型后的胶条再通过1.2米长左右的喷淋冷却水槽后即可收卷。

Claims

1、一种热塑性树脂基连续纤维复合型材，其组成(重量％)为：

热塑性树脂 70-75

玻璃纤维 24-27

增韧剂 1-3。

2、根据权利要求1所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材，其中热塑性树脂为尼龙6粒子或尼龙66粒子或聚乙烯粒子或聚丙烯粒子。

3、根据权利要求1所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材，其中玻璃纤维直径为0.03～0.04毫米。

4、根据权利要求1所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材，其中增韧剂为尼龙1010或尼龙1012或三元乙丙胶或聚胺酯等热塑性弹性体。

5、权利要求1所述热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其步骤为包括：

(1)造粒：将热塑性树脂和增韧剂按配方比例用搅拌机充分混合，然后在双螺杆挤出机中同直径为0.03～0.04毫米的玻璃纤维以配方比例掺混，熔融挤出。经水冷至常温后，切成2-3mm的改性粒子备用；

(2)真空热定型：改性粒子经烘箱预热至100℃左右后用加热干燥料筒在100℃左右的温度下进行动态干燥，经单螺杆挤出机熔融挤出，根据产品横截面大小，可选用直径25-65mm挤出机，挤出机采用突变螺杆，挤出速度为1～3米/分钟，挤出的胶条通过500-1000mm长的真空热定型模具逐渐冷却定型。根据所需定型的具体改性材料，定型温度控制在由接近其熔融温度逐步降至接近其凝固温度，定型后的胶条再通过1.2米长左右的喷淋冷却水槽冷却至常温；

(3)精度检测、牵引收卷。

6、根据权利要求5所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其特征在于采用真空热定型工艺。

7、根据权利要求6所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其特征在于挤出机采用突变螺杆。

8、根据权利要求6所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其特征在于挤出胶条通过500-1000mm长的真空热定型模具，从而通过流体自身温度的降低以及真空热定型模具的分级控温来控制定型温度，以实现逐步降温成型的效果。

9、根据权利要求6所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其特征在于真空热定型温度控制在由接近所需定型的改性材料的熔融温度逐步降至接近其凝固温度。

10、根据权利要求6所述的热塑性树脂基连续纤维复合型材的制备方法，其特征在于玻璃纤维增强尼龙66型材的真空热定型温度，应控制为由250℃逐步降至150℃。