[發(fā)明專利]一種樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00115310.2
• 申請(qǐng)日: 2000-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN1315463A
• 公開（公告）日: 2001-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊桂生;陳文萍;金淑亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08J5/04
• 分類號(hào): C08J5/04;D01F1/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 左一平

本發(fā)明涉及復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法。

在生產(chǎn)和生活中，某些制品對(duì)材料的強(qiáng)度提出了很高的要求，普通的熱塑性樹脂難以滿足這種需要，它必須用纖維增強(qiáng)后才能使用。目前，纖維增強(qiáng)樹脂的方法有兩種，一種是先將纖維切短，然后與基料混合，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)剪切、捏合、擠出得到塑料粒子；另一種是在雙螺桿擠出機(jī)的熔融段設(shè)一纖維入口，纖維連續(xù)加入，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)剪切成短纖與樹脂混合，然后擠出造粒。這兩種增強(qiáng)方法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，可以提高樹脂強(qiáng)度1～2倍，但增強(qiáng)效果仍不夠理想；這主要是由于在雙螺桿的剪切作用下纖維變得太短(一次是在造粒過(guò)程中螺桿的剪切作用，一次是在注塑擠出成型加工制品中螺桿的剪切作用)，因此不能充分發(fā)揮纖維應(yīng)用的增強(qiáng)作用。此外，也有人試用一種長(zhǎng)纖增強(qiáng)樹脂的方法，即在靠近模頭處連續(xù)引進(jìn)長(zhǎng)纖，經(jīng)熔融段混合好的樹脂基體包覆在纖維外面，再經(jīng)模頭擠出切粒，這種增強(qiáng)方法的增強(qiáng)效果較短纖增強(qiáng)有所提高，但也存在一些缺點(diǎn)，如樹脂在擠出切粒過(guò)程中難以切斷，且切斷后粒子中間的玻纖易抽出，另外，長(zhǎng)纖擰成一股，與樹脂的分散性不好，增強(qiáng)效果仍不夠理想。

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種纖維與樹脂的分散性好、增強(qiáng)效果理想、可滿足多種加工需要的一種樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種樹脂/纖維復(fù)合材料，其特征在于：它由樹脂和/或改性樹脂10～90％(重量)、增強(qiáng)纖維10～90％(重量)組成；所述的樹脂是可紡成纖維的熱塑性樹脂，所述的改性樹脂是兩種或兩種以上可紡成纖維的熱塑性樹脂的合金，所述的增強(qiáng)纖維是熔點(diǎn)或軟化溫度明顯高于所述的樹脂或改性樹脂的天然或合成纖維。

所述的復(fù)合材料可由樹脂和/或改性樹脂60～90％(重量)、增強(qiáng)纖維10～40％(重量)組成。

所述的復(fù)合材料也可由樹脂和/或改性樹脂10～60％(重量)、增強(qiáng)纖維40～90％(重量)組成。

所述的熱塑性樹脂可以是聚丙烯、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。

所述的熱塑性樹脂的合金可以是聚丙烯/聚丙烯的馬來(lái)酸酐接枝物、聚丙烯/聚丙烯的馬來(lái)酸酐接枝物/聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。

所述的增強(qiáng)纖維可以是玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳香族聚酰胺纖維、麻纖維，或其中任意兩種及兩種以上的混合纖維紗。

新型樹脂/纖維復(fù)合材料的制備方法，它包括以下工藝步驟：首先將樹脂和/或改性樹脂加工成纖維狀態(tài)，然后將該纖維與增強(qiáng)纖維按權(quán)利要求1所述的比例進(jìn)行混紡，該混合纖維紗一方面可通過(guò)熔融擠拉設(shè)備將樹脂部分熔融，再冷卻切粒，制成纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂粒料，用于注塑加工；另一方面可通過(guò)熔融擠拉、纏繞成型工藝直接制造管材、棒材、容器；此外還可先織造后，再通過(guò)擠拉、模壓工藝制造容器、型材。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要有三大特點(diǎn)：一是將基體樹脂以纖維狀態(tài)與無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行混紡，這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以使樹脂和纖維達(dá)到很好的分散。二是該方法中纖維不經(jīng)過(guò)螺桿的剪切過(guò)程，纖維的長(zhǎng)度可根據(jù)需要來(lái)定，可以充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。三是適用于多種成型方法，除了可以擠拉切粒用于通常的注塑成型外，還可以直接采用擠拉、模壓、纏繞成型等工藝制造各種型材、制品。

用本發(fā)明制得的樹脂/纖維復(fù)合材料具有非常高的強(qiáng)度，它可以與纖維增強(qiáng)熱固性樹脂即玻璃鋼相媲美，同時(shí)克服了玻璃鋼制品加工困難、成型周期長(zhǎng)、不可回收利用的缺點(diǎn)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

取聚丙烯樹脂纖維60份、玻璃纖維30份、聚丙烯的馬來(lái)酸酐接枝物10份。先將聚丙烯樹脂纖維、聚丙烯的馬來(lái)酸酐接枝物分別在紡絲機(jī)中紡成纖維狀態(tài)，再將三種纖維混紡，然后引入擠拉設(shè)備中熔融造粒，熔融溫度為220℃，粒子長(zhǎng)度為3毫米，此時(shí)樹脂中包覆的玻璃纖維長(zhǎng)度亦為3毫米。該塑料粒子經(jīng)注塑成型，制得的樣條測(cè)試后與普通短纖增強(qiáng)方法得到的樣條相比，拉伸強(qiáng)度有很大的提高，缺口沖擊強(qiáng)度提高一倍以上，與該材料無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度幾乎一致。

實(shí)施例2

取聚鄰苯二甲酸丁二醇酯纖維55份，碳纖維纖45份，將兩種纖維混紡，然后引入帶有專門設(shè)計(jì)的口模的擠拉設(shè)備中熔融、冷卻固化，制成所需規(guī)格的管材，可用于制作旅行帳蓬桿、釣魚竿等，其強(qiáng)度可以達(dá)到玻璃鋼的強(qiáng)度，且材料均一，韌性好，易回收。

實(shí)施例3

取聚丙烯纖維70份，玻璃纖維30份，將兩種纖維混紡，采用連續(xù)纏繞成型設(shè)備，制造各種規(guī)格的耐壓、耐腐蝕管道。