[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)復(fù)合帶及其復(fù)合帶的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310410915.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103539999A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶昭;秦升學(xué);陳勇;王大鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08L23/12;C08L77/00;C08K9/06;C08K7/14;B29C70/52
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種玻璃纖維增強(qiáng)材料領(lǐng)域，具體涉及一種增強(qiáng)復(fù)合帶及其制備方法。

背景技術(shù)

玻璃纖維是熱塑性增強(qiáng)塑料的主要原材料之一，經(jīng)過(guò)玻纖增強(qiáng)后的熱塑性增強(qiáng)塑料彈性模量高、強(qiáng)度高、熱變形溫度高、尺寸穩(wěn)定性好，應(yīng)用范圍很廣。玻璃纖維根據(jù)成分不同分為無(wú)堿纖維、中堿纖維和高堿纖維。無(wú)堿玻璃纖維因其化學(xué)穩(wěn)定性好、拉伸強(qiáng)度高，常被用作增強(qiáng)材料。

玻璃纖維作為增強(qiáng)材料直接纏繞在管材上形成的復(fù)合管已經(jīng)有了廣泛應(yīng)用，但這種復(fù)合管材中玻璃纖維與聚合物基體結(jié)合效果不好，并且玻璃纖維的間距不均勻，不同纖維束之間的拉力不均勻，影響增強(qiáng)效果。將玻璃纖維與聚合物共混得到的復(fù)合材料，雖然增強(qiáng)了聚合物的剛性和強(qiáng)度，但此復(fù)合材料中玻璃纖維并非連續(xù)的長(zhǎng)纖維，沒(méi)有將玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能充分發(fā)揮出來(lái)，對(duì)聚合物強(qiáng)度增強(qiáng)的效果不理想?，F(xiàn)有的鋼絲、鋼帶纏繞連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合管廣泛應(yīng)用于油田的運(yùn)輸管道，市政給水，排水，其他液體、氣體運(yùn)輸管線，但是鋼絲、鋼帶纏繞連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合管存在容易被腐蝕和管體重量大等問(wèn)題，給運(yùn)輸帶來(lái)很大困難，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種增強(qiáng)復(fù)合帶及其該復(fù)合帶的制備方法，該復(fù)合帶采用活化劑對(duì)連續(xù)的玻璃纖維進(jìn)行表面處理，將處理后的玻璃纖維與聚合物進(jìn)行復(fù)合，拉制成復(fù)合帶，該復(fù)合帶具有聚合物耐腐蝕、拉伸強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明任務(wù)之一是提供一種增強(qiáng)復(fù)合帶，其技術(shù)方案包括：

一種增強(qiáng)復(fù)合帶，其是由玻璃纖維、活化劑和聚合物為原料復(fù)合而成，所述復(fù)合帶可承受拉力為2500-20000N，所述玻璃纖維拉力保留率為70%～80%。

優(yōu)選地，上述聚合物為聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺。

本發(fā)明任務(wù)之二是提供上述增強(qiáng)復(fù)合帶的制備方法，其包括以下步驟：

a、對(duì)玻璃纖維進(jìn)行預(yù)處理：選用恒張力器對(duì)多根玻璃纖維進(jìn)行處理，使得每根玻璃纖維的張緊度保持一致；

b、對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行活化：將步驟a中預(yù)處理后的玻璃纖維經(jīng)過(guò)放置有活化劑的溶液槽進(jìn)行浸潤(rùn)，使其表面均勻包覆有活化劑；

c、烘干：步驟b中包覆有活化劑的玻璃纖維通過(guò)烘干器進(jìn)行烘干；

d、復(fù)合成型：步驟c中烘干后的包覆有活化劑的玻璃纖維進(jìn)入復(fù)合模具，擠出機(jī)將聚合物熔融擠出并進(jìn)入復(fù)合模具，在復(fù)合模具中所述聚合物包覆在帶有活化劑的玻璃纖維上，然后經(jīng)過(guò)冷卻、牽引、卷取成卷，得到成品增強(qiáng)復(fù)合帶。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，上述每根玻璃纖維其拉伸強(qiáng)度為1000～2000MPa、其直徑為9-24μm。

作為本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案，上述步驟b中的活化劑為硅烷偶聯(lián)劑，活化溫度為50℃，浸潤(rùn)時(shí)間為20min。

上述步驟c中烘干溫度為120℃，烘干時(shí)間為20min。

用于制備上述增強(qiáng)復(fù)合帶的裝置，所述裝置包括：纖維輸出機(jī)構(gòu)、表面處理機(jī)構(gòu)和復(fù)合成型機(jī)構(gòu)；

所述纖維輸出機(jī)構(gòu)包括錠子架和恒張力器，所述恒張力器位于錠子架的后方；

所述表面處理機(jī)構(gòu)包括溶液槽和烘干器，所述玻璃纖維經(jīng)過(guò)恒張力器后進(jìn)入溶液槽中，所述溶液槽的后方連接烘干器；

所述復(fù)合成型機(jī)構(gòu)包括復(fù)合模具、擠出機(jī)、冷卻定型器、牽引機(jī)和卷取機(jī)，所述復(fù)合模具位于烘干器的后方，所述復(fù)合模具的側(cè)端連接擠出機(jī)，烘干后的玻璃纖維與來(lái)自擠出機(jī)的熔融聚合物復(fù)合成型，所述復(fù)合模具的后方連接冷卻定型器，用于將復(fù)合成型的玻璃纖維聚合物復(fù)合進(jìn)行冷卻定型，所述冷卻定型器的后方連接有牽引機(jī)，所述牽引機(jī)提供整套裝置的牽引力，所述牽引機(jī)后方連接卷取機(jī)，所述卷取機(jī)將冷卻成型的復(fù)合帶卷曲成卷。

用于制備上述增強(qiáng)復(fù)合帶的裝置，所述錠子架位于整套生產(chǎn)設(shè)備的開(kāi)端，錠子架上可以放置多個(gè)玻璃纖維錠子。

優(yōu)選的，上述溶液槽與恒張力器之間設(shè)置有托輥，溶液槽與烘干器之間、烘干器與復(fù)合模具之間設(shè)置有導(dǎo)輥。

上述溶液槽內(nèi)設(shè)置有多個(gè)并排的滾輪，玻璃纖維可以在所述滾輪上依次通過(guò)。

上述溶液槽周圍設(shè)置有加熱器和溫度控制器。

本發(fā)明所帶來(lái)的有益技術(shù)效果：