[發明專利]一種熱塑性復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201210139083.3
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103387709B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 楊桂生;孫利明;李萬里
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L25/06;C08L27/06;C08L77/00;C08L77/02;C08L77/06;C08L67/02;C08L69/00;C08L59/02;C08L71/12;C08L55/02;C08L33/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松

技術領域

本發明屬于高分子復合材料技術領域，涉及一種熱塑性復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

熱塑性復合材料是指以熱塑性樹脂為基體，以各種纖維為增強材料而制成的復合材料。

熱塑性樹脂是指在一定溫度范圍內具有可反復加熱軟化、冷卻硬化特性的樹脂品種。熱塑性樹脂種類很多，一般可分為通用樹脂（也稱通用塑料）如聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等，工程樹脂（也稱工程塑料）如尼龍、聚甲醛、聚苯醚、聚碳酸酯、聚酯等，特種工程樹脂（也稱特種工程塑料）如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亞胺等。熱塑性樹脂由于加工方便、可回收利用，綜合性能良好，已廣泛的應用于各個行業中。

熱塑性樹脂被纖維增強后，強度、模量、抗沖擊性能和耐熱性能都有全面的提高，用途大大的拓寬。短纖維增強熱塑性樹脂為熱塑性復合材料的主要增強方式，通過擠出機造粒，然后通過注塑機注塑成型。這種成型方法具有工藝簡單、成型周期短、能夠成型結構比較復雜的制件等優點。然而，纖維長度是決定復合材料力學性能尤其是強度和抗沖擊性能是否優異的重要因素。在混合和注塑過程中，纖維會被逐漸剪碎，最終制品中纖維長度為0.1-0.7mm。通過注塑成型得到的復合材料強度與抗沖擊性能都不是很優異。

一般來說，長纖維比短纖維具有更佳的增強效果。為了使制品中的纖維長度足夠長，人們對長纖維、連續纖維增強熱塑性樹脂的成型工藝和成型制品進行了大量的研究。其中，具有代表性的是GMT復合材料及其工藝。GMT是一種以熱塑性樹脂為基體，連續纖維或長纖維為增強材料的復合材料，由于制品加工過程中纖維基本不發生斷裂，所以力學性能優異，尤其是具有突出的高抗沖擊性能。GMT成型工藝大致分為以下幾個步驟：下料-柸料預熱-壓膜-裁邊-成品，成型時壓力小，成型制品周期短，自動化程度較高。但是，GMT復合材料空隙率高，次品率高、制品質量不穩定，成型工藝只能成型一些結構簡單的制件，這些都制約了其發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種熱塑性復合材料，該復合材料具有孔隙率低、次品率低、制件質量穩定、力學性能優異尤其是抗沖擊性能好、強度高等優點。

本發明的另一個目的是提供一種上述熱塑性復合材料的制備方法。

本發明第三個目的是提供一種熱塑性復合材料的用途。

本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種熱塑性復合材料，該復合材料是由包括以下重量份的組分制成：

預浸料1~99份，

熱塑性組合物或熱塑性樹脂1~99份。

所述的預浸料為1~30份。

所述的熱塑性組合物或熱塑性樹脂為70~99份。

所述的預浸料選自單向預浸帶或預浸布中的一種或一種以上。

所述的預浸料由包括但不局限于以下重量份數的組分制成：5-80份熱塑性樹脂、20-95份纖維、0-80份填料、0-60份增韌劑、0-60份阻燃劑、0-30份助劑。

所述的熱塑性組合物由包括但不局限于以下重量份數的組分制成：10-100份熱塑性樹脂、0-60份纖維、0-100份填料、0-40份增韌劑、0-20份阻燃劑、0-30份助劑。

所述的熱塑性樹脂選自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮或聚苯硫醚中的一種或一種以上；其中：聚酰胺進一步選自聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010、聚酯樹脂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡膠共聚物（ASA）、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚酰胺11或聚酰胺12的一種或一種以上。

所述的纖維包括碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維、陶瓷纖維或聚對苯二甲酰對苯二胺纖維中的一種或一種以上；其中：聚酰胺纖維優選聚酰胺6纖維、聚酰胺66纖維、聚酰胺1010纖維、聚酰胺11纖維或聚酰胺12纖維中的一種或一種以上。

所述的填料為無機填料；優選滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、玻璃微珠或玻璃粉中的一種或一種以上。

所述的增韌劑選自抗沖樹脂、橡膠、抗沖樹脂接枝聚合物或橡膠接枝聚合物中的一種或一種以上；優選乙烯辛烯共聚物（POE）、氯化聚乙烯（CPE）、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（MBS）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、乙丙橡膠（EPR）、三元乙丙橡膠（EPDM）、聚丙烯接枝馬來酸酐、丁基橡膠或丁腈橡膠(NBR)中的一種或一種以上。