CN1919600A - 一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法 - Google Patents

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余木火
宋刚
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Abstract

本发明公开了一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法，包括如下步骤：(1)将聚氯乙烯糊树脂与水按照1∶2～4的比例混合，再加入占PVC糊树脂质量1％－4％的改性剂、占PVC糊树脂质量3％－6％的甲基硫醇锡稳定剂混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为30％－35％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水分，再热压后制成预浸带；(2)将上述制备的预浸带取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为190℃－200℃、压力为10MPa下模压25分钟，脱模得到所述的复合材料。本发明的有益效果是：解决了树脂对玻纤的浸渍问题，工艺设备简单、材料制备成本低、材料力学性能好，环境污染少等。

Description

一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制备方法，特别是涉及一种制备连续玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料(GMT)的新方法。
背景技术
玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(Glass mat Reinforced thermoplastics，简称为GMT)是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一。这是一种以热塑性树脂为基体，长玻璃纤维或连续玻璃纤维毡为增强物的复合材料。一般做成片状以半成品供应。用不同类型的玻璃毡和热塑性树脂基体可以组成多种多样的GMT材料。GMT力学性能优良，尤其具有突出的耐冲击性、耐腐蚀性、低成本、易加工、无存放期限制、可回收和重复加工等优点，弥补了热固性复合材料的缺点，因此获得了迅速的发展。随着国际市场上汽车、建材、化工等行业的不断发展，对热塑性复合材料需求的不断增加，GMT材料将持续快速地发展。
目前可以规模化工业生产GMT片材的二种工艺是熔融浸渍(Meltimpregnation)工艺和浆态浸渍工艺(Slurry deposition)。熔融浸渍工艺也称为干法，是目前最普遍的GMT片材生产方法，其代表是由美国PPG公司和GE公司联合开发的Azdel产品。浆态浸渍法也称湿法或造纸法，该法是一种使树脂颗粒直接进入纤维结构的浸渍工艺。由法国Arjoman公司和英国Wiggins Teape公司在造纸机械的基础上开发的Radlite工艺即属于此法。华东理工大学聚合物加工研究室自1992年开始进行GMT材料的研究工作。1998年，研究成功了年产200吨PP-GMT的双钢带压机熔融浸渍生产装置。上述方法的缺点是：热塑性熔体黏度大浸渍纤维困难、树脂在高温下容易分解，浆态浸渍法，只适于制备短切纤维的GMT。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法，以弥补现有技术的不足或缺陷，满足生产和生活的需要。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法，包括如下步骤：
(1)PVC/GMT预浸带的制备
将聚氯乙烯糊树脂与水按照1∶2～1∶4的比例混合，再加入占PVC糊树脂质量1％-4％的改性剂、占PVC糊树脂质量3％-6％的稳定剂混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为30％-35％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
(2)PVC/GMT的模压
将上述制备的预浸带取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为190℃-200℃、压力为10Mpa下模压25分钟，脱模得到所述的复合材料。
作为优选的技术方案：所述的改性剂为ACR-401。
所述的稳定剂为甲基硫醇锡稳定剂。
本发明的有益效果是：解决了树脂对玻纤的浸渍问题，工艺设备简单、材料制备成本低、材料力学性能好，环境污染少等。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
实施例1：
按PVC糊树脂与水的比例5∶14配制水悬浮液，再加入占PVC糊树脂质量1％的ACR-401、占PVC糊树脂质量3％的甲基硫醇锡稳定剂混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为30％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
将预浸带裁剪成模具大小形状，取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为190℃、压力为10Mpa下在平板硫化机上热压25分钟制成PVC/GMT板材，脱模得到所述的复合材料。最后按照标准将板材做成样条。测试结果如下表1：
        表1玻璃纤维含量为30％时PVC/GMT的力学性能
  力学性能  拉伸强度(MPa)   冲击强度(kj/m2)  弯曲强度(MPa)
  PVC/GMT  38.93   52.84  119.30
实施例2：
按PVC糊树脂与水的比例5∶10配制水悬浮液，再加入占PVC糊树脂质量4％的ACR-401、占PVC糊树脂质量6％的甲基硫醇锡稳定剂混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为35％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
将预浸带裁剪成模具大小形状，取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为200℃、压力为10Mpa下在平板硫化机上热压25分钟制成PVC/GMT板材，脱模得到所述的复合材料。
最后按照标准将板材做成样条。测试结果如下表2：
        表2玻璃纤维含量为35％时PVC/GMT的力学性能
  力学性能  拉伸强度(MPa)   冲击强度(kj/m2)  弯曲强度(MPa)
  PVC/GMT  77.93   61.40  108.43
实施例3：
按PVC糊树脂与水的比例5∶22配制水悬浮液，再加入占PVC糊树脂质量2％的ACR-401、占PVC糊树脂质量4％的甲基硫醇锡稳定剂，混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为33％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
将预浸带裁剪成模具大小形状，取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为195℃、压力为10Mpa下模压25分钟，脱模得到所述的复合材料。
最后按照标准将板材做成样条。测试结果如下表3：
        表3  ACR-401含量为2％时PVC/GMT的力学性能
  力学性能  拉伸强度(MPa)   冲击强度(kj/m2)  弯曲强度(MPa)
  PVC/GMT  81.23   58.90  121.66
实施例4：
按PVC糊树脂与水的比例5∶22配制水悬浮液，再加入占PVC糊树脂质量3％的ACR-401、占PVC糊树脂质量4％的甲基硫醇锡稳定剂，混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为33％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
将预浸带裁剪成模具大小形状，取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为195℃、压力为10Mpa下模压25分钟，脱模得到所述的复合材料。
最后按照标准将板材做成样条。测试结果如下表4：
        表4  ACR-401含量为3％时PVC/GMT的力学性能
  力学性能  拉伸强度(MPa)   冲击强度(kj/m2)  弯曲强度(MPa)
  PVC/GMT  82.34   52.84  119.30

Claims (3)

1、一种制备玻璃纤维针刺毡增强热塑性复合材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)PVC/GMT预浸带的制备
将聚氯乙烯糊树脂与水按照1∶2～4的比例混合，再加入占PVC糊树脂质量1％-4％的改性剂、占PVC糊树脂质量3％-6％的稳定剂混合均匀制成水悬浮液，将玻璃纤维的含量为30％-35％的单层连续玻璃纤维毡浸渍水悬浮液，经过烘干道，除去水份，再经双钢带热压后制成预浸带；
(2)PVC/GMT的模压
将上述制备的预浸带取三层放入模具中，预热10分钟，在温度为190℃-200℃、压力为10Mpa下模压25分钟，脱模得到所述的复合材料。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的改性剂为ACR-401。
3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的稳定剂为甲基硫醇锡稳定剂。
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