[發(fā)明專(zhuān)利]多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580078639.4
• 申請(qǐng)日: 2015-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107428997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安承賢;韓慶錫;鄭勝文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 樂(lè)金華奧斯有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08K7/02
• 分類(lèi)號(hào): C08K7/02;C08J5/04;C08L101/00;C08K7/22
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司11332
• 代理人: 呂琳,宋東穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

以往的熱塑性復(fù)合原材料包含呈現(xiàn)高的剛性的玻璃纖維或碳纖維等的增強(qiáng)纖維和基體所組成的熱塑性樹(shù)脂。這種熱塑性復(fù)合原材料與一般熱塑性樹(shù)脂材料相比呈現(xiàn)高的機(jī)械物性，因而廣泛用作汽車(chē)及建筑用原材料。以往的熱塑性復(fù)合原材料的制備方式主要為在熱塑性樹(shù)脂混合增強(qiáng)纖維之后，通過(guò)擠壓或模壓工序進(jìn)行成型的方式，最近為了提高強(qiáng)度和生產(chǎn)率，適用干式針刺工序或濕式造紙工序來(lái)優(yōu)先制備包含增強(qiáng)纖維的氈形態(tài)的原材料，之后通過(guò)將樹(shù)脂浸漬于氈的方式制備復(fù)合材料。

增強(qiáng)纖維和熱塑性樹(shù)脂的復(fù)合原材料與熱塑性樹(shù)脂相比，增強(qiáng)纖維起到加固材料的作用，因而呈現(xiàn)優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。作為提高增強(qiáng)纖維復(fù)合原材料的強(qiáng)度的方法，首先適用提高增強(qiáng)纖維本身的剛性或增加增強(qiáng)纖維的比率的方法，并適用提高增強(qiáng)纖維和熱塑性樹(shù)脂之間的結(jié)合力的技術(shù)。但是，當(dāng)導(dǎo)入通過(guò)濕式或干式工序制備增強(qiáng)纖維氈的工序時(shí)，在通過(guò)增強(qiáng)纖維的改性來(lái)提高強(qiáng)度方面受限制，因而需要并不是現(xiàn)有的粉末或短纖維類(lèi)型的、優(yōu)化于制備工序的熱塑性樹(shù)脂的改性。并且，在通常的熱塑性樹(shù)脂的情況下，具有化學(xué)疏水性或比重輕于水，因而在形成氈的過(guò)程中，分散性顯著降低，因而難以將纖維狀的熱塑性樹(shù)脂適用于濕式造紙工序。并且，熱塑性樹(shù)脂起到成型之后，以全部熔融的方式形成基體，并捆綁增強(qiáng)纖維的作用，因而不對(duì)強(qiáng)度的提高產(chǎn)生大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的一實(shí)例提供可實(shí)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度及輕量化的多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

本發(fā)明的另一實(shí)例提供制備上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的方法。

技術(shù)方案

在本發(fā)明的一實(shí)例中，提供多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包含第一纖維狀粒子、第二纖維狀粒子以及用于粘結(jié)上述第一纖維狀粒子和上述第二纖維狀粒子的粘結(jié)材料，上述第一纖維狀粒子和上述第二纖維狀粒子由上述粘結(jié)材料進(jìn)行粘結(jié)，來(lái)形成包含氣孔的不規(guī)則的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，上述第一纖維狀粒子為無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維，上述第二纖維狀粒子包含第一熱塑性樹(shù)脂，上述粘結(jié)材料包含第二熱塑性樹(shù)脂，上述第一熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)高于上述第二熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)。

可由上述粘結(jié)材料分別涂敷上述第一纖維狀粒子及上述第二纖維狀粒子的一部分或全部，來(lái)在上述第一纖維狀粒子及上述第二纖維狀粒子的各個(gè)粒子表面形成涂敷部，上述第一纖維狀粒子及上述第二纖維狀粒子可由形成于各個(gè)粒子表面的涂敷部以相互熔敷的方式進(jìn)行粘結(jié)。

上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可呈薄片形狀，上述薄片內(nèi)的厚度偏差可以為2mm以下。

上述第一熱塑性樹(shù)脂的比重可大于1。

在本發(fā)明的另一實(shí)例中，提供多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法包括：在酸性水溶液中分散增強(qiáng)纖維及雙組分聚合物纖維，來(lái)制備漿料溶液的步驟；通過(guò)濕式造紙工序用上述漿料溶液形成網(wǎng)的步驟；以及對(duì)所形成的上述網(wǎng)進(jìn)行熱處理及干燥的步驟，上述增強(qiáng)纖維為無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維，上述雙組分聚合物纖維包括芯(core)部和鞘(sheath)部，上述芯部包含第一熱塑性樹(shù)脂，上述鞘部包含第二熱塑性樹(shù)脂，上述第一熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)高于上述第二熱塑性樹(shù)脂的熔點(diǎn)。

在上述對(duì)所形成的上述網(wǎng)進(jìn)行熱處理及干燥的步驟中，上述鞘部的第二熱塑料性樹(shù)脂可進(jìn)行熔融來(lái)以熱熔敷的方式使上述增強(qiáng)纖維和上述雙組分聚合物纖維相粘結(jié)，從而形成包含氣孔的不規(guī)則的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

有益效果

上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料既實(shí)現(xiàn)如拉伸、彎曲及沖擊強(qiáng)度之類(lèi)的高的機(jī)械強(qiáng)度，又具有低的密度、優(yōu)秀的絕緣性能及成型性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)例的多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的簡(jiǎn)要示意圖。

圖2示出了通過(guò)上述多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法對(duì)增強(qiáng)纖維和雙組分聚合物施加熱和壓力，來(lái)制備本發(fā)明再一實(shí)例的多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的情況。

圖3為示意性地表示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)例所說(shuō)明的多孔性纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法的圖。

圖4為實(shí)施例1及比較例1的預(yù)成型板內(nèi)部的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。

圖5為在實(shí)施例1及實(shí)施例2的預(yù)成型板的切割面中放大玻璃纖維的截面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。

具體實(shí)施方式