CN205364741U - 一种连续纤维增强板材 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种连续纤维增强板材,其包括板材芯层以及覆盖于板材芯层上下两面的上表层和下表层,所述上表层和下表层由1~5片CFRT片材组成,所述板材芯层为PP塑料板,所述CFRT片材的单片厚度为0.1~2.5mm。相邻的CFRT片材的纤维排列方向之间的夹角呈0°~90°。本实用新型得到的连续纤维增强板材,由高强度的CFRT片材与板材芯层牢固结合,使得板材的强度增强,与未增强的芯板相比,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量均增加50%以上;同时,CFRT片材薄,对产品重量影响较小,可使成本降低。本实用新型能使板材具有高强度而广泛应用,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种板材,特别是一种连续纤维增强板材。
背景技术
CFRT片材全称连续纤维增强热塑性塑料,是将连续纤维均匀分散同向并排排列,并利用热塑性塑料浸渍粘合成一张片材。纤维一般为玻璃纤维、碳纤维,多采用玻璃纤维。树脂多采用热塑性塑料,如聚丙烯、聚酰胺等。因为CFRT片材一般厚度在2.5mm以下,单向拉伸强度极高,所以是一种轻质高强的材料,多用于增强其他材料。
很多板材如塑料板和木板都存在强度不够的情况,往往通过加厚的方法来弥补使用缺陷,这样做成本增加很多。CFRT片材一般在厚度很小的情况下具有很高的单向拉伸强度,故采用CFRT片材增强是一种很好的增强板材的方法。但由于CFRT片材采用热塑性塑料浸渍制成,热塑性塑料的表面能一般较高,呈惰性,用于增强时通常会有粘接复合不牢固的情况,不能起到很好的增强作用。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足,提供一种能够强度高、成本低的连续纤维增强板材。
为了实现上述目的,本实用新型所设计的一种连续纤维增强板材,其包括板材芯层以及覆盖于板材芯层上下两面的上表层和下表层,所述上表层和下表层都由1~3片CFRT片材组成,所述板材芯层为PP塑料板。
每片CFRT片材的厚度为0.1~2.5mm。每片CFRT片材的纤维排列方向与相邻的CFRT片材的纤维排列方向之间的夹角呈0°~90°。
一种连续纤维增强板材的生产方法,具体包括如下步骤:步骤S1:将连续纤维分散均匀后同向并排排列,然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍,再经压制冷却后制成CFRT片材,其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池,并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂,所述马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团,使材料具有高的极性和反应性,是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂。主要用于无卤阻燃、填充、玻纤增强、增韧,金属粘结、合金相容等。能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性,提高产品性能;步骤S2:将1~3片的CFRT片材加热压制复合形成表层或者仅由1片CFRT片材形成上表层和下表层;步骤S3:对表层的外表面进行电晕处理,使表面分子结构重新排列,产生极化,所述电晕处理是一种电击处理,它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电,而产生低温等离子体,使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联,使得表面变粗糙,并增加其对极性溶剂的润湿性,这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构,进而将被处理的表面分子氧化和极化,离子电击侵蚀表面,以致增加承印物表面的附着能力;步骤S4:在板材芯层的表面涂覆上胶黏剂,再将上表层和下表层贴上,经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层和下表层与板材芯层粘接地更加牢固,在步骤S4之前,对上表层和下表层的内表面进行电晕处理,所述上表层和下表层的内表面是指与胶黏剂相接触的那面。
本实用新型制得连续纤维增强板材,因为高强度的CFRT片材与板材芯层牢牢结合,使得板材的强度大大的增强,比未增强的芯板,拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量均增加50%以上。同时,由于CFRT片材的厚度很低,故增加的重量极少,成本也很低。本实用新型能使板材有更高的强度和更广泛的应用,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中连续玻纤增强板材的剖视图。
图2是实施例1中表层的剖视图。
图3是实施例2中连续玻纤增强板材的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1:如图1、图2所示,本实施例提供的一种连续纤维增强板材,包括板材芯层3以及覆盖于板材芯层3上下两面上表层1和下表层5,所述上表层1和下表层5由3片CFRT片材4组成,所述板材芯层3为PP塑料板。
单片CFRT片材4的厚度为0.1~2.5mm。相邻的CFRT片材4的纤维排列方之间的夹角呈0°~90°。
一种连续纤维增强板材的生产方法,包括如下步骤:步骤S1:将连续纤维分散均匀后同向并排排列,然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍,再经压制冷却后制成CFRT片材4,其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池,并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂;步骤S2:将3片CFRT片材4加热压制复合形成上表层1和下表层5;步骤S3:对上表层1的外表面进行电晕处理,使表面分子结构重新排列,产生极化;步骤S4:在板材芯层3的表面涂覆上胶黏剂2,再将上表层1和下表层5贴上,经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层1和下表层5与板材芯层3粘接地更加牢固,在步骤S4之前,对上表层1和下表层5的内表面进行电晕处理。
本实施例得到的连续纤维增强板材,板材的强度有较大提升,板材芯层3的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别是22MPa、12MPa、0.9GPa。增强后为拉伸强度可达到55MPa,同时弯曲强度达到30MPa,弯曲弹性模量达到1.5GPa。
实施例2:如图3所示,本实施例提供的一种连续纤维增强板材,包括板材芯层3以及覆盖于板材芯层3上下两面上表层1和下表层5,所述上表层1和下表层5由1片CFRT片材4组成,且CFRT片材的厚度为0.1~2.5mm,所述板材芯层3为PP塑料板。
一种连续纤维增强板材的,包括如下步骤制得:步骤S1:将连续纤维分散均匀后同向并排排列,然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍,再经压制冷却后制成CFRT片材4,其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池,并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂;步骤S2:由1片CFRT片材4形成上表层1和下表层5;步骤S3:对上表层1和下表层5的外表面进行电晕处理,使表面分子结构重新排列,产生极化;步骤S4:在板材芯层3的表面涂覆上胶黏剂2,再将上表层1和下表层5贴上,经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层1和下表层5与板材芯层3粘接地更加牢固,在步骤S4之前,对上表层1和下表层5的内表面进行电晕处理。
本实施例得到的连续纤维增强板材,板材的强度大大的增强:板材芯层3的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别是22MPa、12MPa、0.9GPa。增强后拉伸强度达到40MPa,同时弯曲强度达到24MPa,弯曲弹性模量达到1.2GPa。
Claims (3)
1.一种连续纤维增强板材,其特征在于,包括板材芯层(3)、覆盖于所述芯层(3)上下两面的上表层(1)和下表层(5),所述上表层(1)和所述下表层(5)由1~3片CFRT片材(4)组成,所述芯层(3)为PP塑料板。
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强板材,其特征在于,所述CFRT片材(4)的单片厚度为0.1~2.5mm。
3.根据权利要求1所述一种连续纤维增强板材,其特征在于,所述CFRT片材(4)相邻两片之间的纤维排列方向间的夹角呈0°~90°。
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