[發明專利]一種熱塑性樹脂基預浸漬帶的干法預浸漬工藝

有效

• 申請號: 201410162948.7
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103921369A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 韓旭;楊旭靜;陶友瑞;魯雄;段書用;唐榮華
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B29B15/10
• 分類號: B29B15/10
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明屬于熱塑性復合材料成型領域，具體涉及一種熱塑性樹脂基預浸漬帶的干法預浸漬工藝。

背景技術

目前常用的干法工藝，它是將玻璃纖維針刺氈與聚丙烯片或熔融聚丙烯相間疊合成三明治狀，經專用的帶壓機加熱加壓、冷卻加壓制成片材。該方法的缺點是熔融聚丙烯粘度大，難于完全浸漬玻璃纖維，從而使得基體塑料與增強纖維的接觸面少，界面結合強度差，片材內孔隙率高，導致片材的力學強度不好。

國內現有較先進的干法工藝(又稱梳理工藝)，主要是將增強纖維短切之后與粘合樹脂纖維混合，再進行梳理成網形成棉絮狀，經針刺制備連續纖維氈。其工藝主要包括：纖維混合、開包、粗開松、精開松、梳理、鋪網、多道針刺加固工序、收卷及表面處理等。該干法工藝的缺點是：

1、設備的投資額較大、占地面積大、生產能耗高而且效率較低。

2、由于該干法工藝主要借用于無妨機械設備，開包、開松、梳理等工藝的采用，增加了纖維的損傷、斷裂現象，嚴重影響了制品的力學性能。

例如，專利CN1730764A提出了一種玻璃纖維和基體樹脂纖維復合針刺的預混體制作方法，該方法將玻璃纖維與基體樹脂纖維分別拉制成絲，經拋絲、針刺工藝制得兩種纖維的預混體結構，可直接用于生產GMT材料及制品。這種方法能增加玻纖與基體樹脂的接觸面積，提升纖維浸漬率及產品的力學性能，但兩種纖維的混合均勻度并不能有效保證，片材會出現干纖維區或富樹脂區，產品的力學性能不夠穩定。

發明內容

針對現有技術干法工藝的不足，本申請旨在提供一種熱塑性樹脂基針刺氈的干法預浸漬工藝，該方法可以有效解決高溫、高粘度樹脂因流動性差，浸漬增強材料困難的問題，同時可以使得增強纖維和基體樹脂在成品中分布均勻，產品的力學性能穩定。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種熱塑性樹脂基預浸漬帶的干法預浸漬工藝，包括以下步驟：

(1)將紗架上的連續增強纖維短切，形成短切纖維，所述短切纖維自由落網、呈各向雜亂的模式定量撒在鋪有樹脂膜的傳送帶上，控制每平方米樹脂膜上鋪有100g-350g短切纖維；然后在短切纖維上鋪一層樹脂膜，形成三層預混材料結構，所述樹脂膜的克重為100～150g/m²；

(2)將所述預混材料結構進行針刺，控制上針刺和下針刺的針頻密度分別為40刺/cm²～50刺/cm²，針刺深度分別為10mm～30mm；

(3)檢驗、切邊、收卷形成預浸漬針刺氈；

(4)放卷所述預浸漬針刺氈，在210℃～230℃的溫度下烘培并在1MPa～2MPa的線壓強下熔融輥壓浸漬制備成預浸漬帶。

步驟(1)所述短切纖維的長度優選為60mm～90mm，纖維直徑優選為16μm～17μm。

步驟(1)所述增強纖維優選為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、金屬纖維、天然纖維中的一種或幾種。

步驟(1)所述樹脂膜優選為聚丙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚碳酸酯樹脂、滌綸樹脂中的任意一種。

步驟(1)所述三層預混材料結構中增強纖維原絲的重量百分比優選為30％～70％，樹脂膜的重量百分比優選為70％～30％，且樹脂膜的重量上下分配均勻。

步驟(2)所述的針刺工藝要將樹脂膜針刺滲透、均勻喂入增強纖維氈層，利用樹脂的柔韌性減少針刺工藝中纖維的損傷、斷裂現象，使纖維相互纏繞呈三維立體結構，并具有一定膨化效果。

步驟(3)所述的預浸漬針刺氈的克重優選為200～500g/m²。

步驟(4)所述預浸漬帶的厚度優選為0.18mm～0.45mm。

步驟(4)所述的預浸漬帶增強纖維浸漬透徹、無明顯的干纖維區、氣孔和厚度不均勻等質量缺陷。

優選選擇多層步驟(4)所述的預浸漬帶進行層疊，然后烘培塑化、熱壓、冷卻定型，修邊制得成品。

與現有技術相比，本發明的優勢在于:

1、本發明通過針刺經針刺粉碎樹脂膜進入增強短纖維層中，增大了增強纖維初步混合，兩者之間的結合界面增加，熱壓工藝過程中，浸漬距離大為縮短，在高性能樹脂有限的熔融溫度范圍內，基體樹脂能更好的浸漬、包裹增強纖維，提高制品的物理機械性能。

2、本發明所制備的產品玻纖含量提高，可達70％甚至更高，增強纖維和基體樹脂在成品中分布均勻，產品的力學性能得到提升。