[發(fā)明專利]一種超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材及其制備方法

在審

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• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN104669753A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 楊桂生;鄧麗莉
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: B32B27/12
• 分類號: B32B27/12;B32B27/08;B32B27/32;B32B17/10;B32B17/12;B32B37/10
• 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(fā)明屬于復合材料技術領域，涉及一種超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材及其制備方法。

背景技術

熱塑性聚氨酯擁有良好的抗沖擊性能和耐磨性能，且玻璃纖維增強的熱塑性復合材料擁有高強高模的性能，再加上纖維氈密度輕且天然纖維具有可降解性，這三者的結合是很完美的，由此誕生了一種高強高模高抗沖高耐磨超輕質可降解的復合材料。如專利CN102186666A中介紹一種高硬度、高強度以及輕質量的復合材料，采用填充熱塑性聚合物與金屬纖維，通過常規(guī)的沖壓機械成型，這篇專利制備的復合材料只是相對的輕質，密度依然很高，達到4～5g/cm³。

還有一些汽車頂棚材料采用發(fā)泡PU和玻纖復合制備，如中國專利200710020092中講到一種連續(xù)玻纖紗增強硬質聚氨酯微泡的復合材料，以硬質聚氨酯微泡為基體，以經過表面浸潤劑處理的連續(xù)玻纖紗為增強材料，得到機械性能優(yōu)良的復合材料，可用于鐵路軌枕、集裝箱壁板、建筑結構型材等，但是該發(fā)明中所涉及的玻璃纖維密度大，不可降解回收。

發(fā)明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材；本發(fā)明的三層結構主要通過熱貼合復合的方式粘結在一起，制備的復合材料具有質量輕，力學性能優(yōu)異，良好的抗沖擊性能和優(yōu)異的耐磨性能，可回收利用的特點；使其在汽車頂板、門板等產品、建筑方面擁有廣闊的應用市場。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種上述超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材的制備方法。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明提供了一種超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材，包括TPU薄膜層、纖維氈層和TPAC預浸帶層，所述纖維氈層位于所述TPU薄膜層和所述TPAC預浸帶層之間。

所述TPU薄膜層的厚度為0.1～10mm，優(yōu)選為0.5～1mm。

所述TPU薄膜層的材料為熱塑性聚氨酯薄膜。

所述TPU薄膜層所用的TPU薄膜的硬度為40～70D，優(yōu)選為40～55D。

所述纖維氈層的厚度為2～25mm。

所述纖維氈層的材料為麻纖維與聚丙烯（PP）纖維混合制備的針刺纖維氈。

所述麻纖維與聚丙烯（PP）纖維混合制備的針刺纖維氈中，聚丙烯的含量為40～60wt%。

所述針刺纖維氈單層厚度為1～10mm。

所述麻纖維選自苧麻纖維、劍麻纖維、亞麻纖維中的一種或一種以上。

所述TPAC預浸帶層的厚度為0.5～5mm。

所述TPAC預浸帶層所用的TPAC預浸帶為連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預浸帶；TPAC預浸帶中玻璃纖維的重量含量為45～60%；TPAC預浸帶單層厚度為0.2～0.35mm。

所述超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材的總厚度為3～30mm。

本發(fā)明還提供了一種上述超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材的制備方法，包括以下步驟：

將TPAC預浸帶、TPU薄膜和針刺纖維氈裁剪成需要的尺寸；然后將TPAC預浸帶橫向與縱向交替鋪層形成TPAC預浸帶層；再在TPAC預浸帶層上鋪上針刺纖維氈形成纖維氈層，最后在纖維氈層的上面鋪上一層TPU薄膜形成TPU薄膜層；將鋪好的材料放入模壓機的框型模具中，預熱、加壓成型、冷卻定型得到超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材。

所述框型模具的厚度為3～30mm，框型模具的厚度與制得的超輕質高抗沖高耐磨熱塑性復合板材的厚度一致。

所述預熱溫度為190～205℃，預熱壓力為0.1～0.5MPa，預熱時間為40～300s，優(yōu)選為60～200s。

所述加壓溫度為190～205℃，加壓壓力2～5MPa，加壓時間20～200s，優(yōu)選為60～100s；放入模壓機的總時間為60～500s，優(yōu)選為120～300s。

所述冷卻定型的壓力為2～5MPa；時間為3～10min。

本發(fā)明與現有的技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明的工藝簡單，生產效率高。

2、本發(fā)明提供的熱塑性復合板材中纖維的含量高，強度高，耐磨性好，密度低，環(huán)保性能優(yōu)異，是汽車內飾板材的理想材料。

3、本發(fā)明提供的熱塑性復合板材的外層采用TPU薄膜層，耐磨性好，抗沖擊性能優(yōu)良。

4、本發(fā)明提供的熱塑性復合板材采用纖維氈作為中間層，降低復合材料的密度，使得材料輕質環(huán)保；采用纖維氈作為中間層，厚度可調，吸音效果良好。