[發(fā)明專利]一種熱塑性連續(xù)纖維增強復合材料制件的成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910870658.0
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN110757722B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 黃瑞杰;陳光劍;宋玉興;張成;周功浪;張磊;陳曉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中廣核俊爾（浙江）新材料有限公司;中廣核俊爾新材料有限公司
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14;B29C45/17;B29C70/34;B29C45/72;B29C44/12;B29K201/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發(fā)明公開了一種熱塑性連續(xù)纖維增強復合材料制件的成型方法，包括步驟：(1)將熱塑性連續(xù)纖維預浸帶進行鋪層、模壓得到有機復合板；(2)將步驟(1)得到的有機復合板進行二維裁切得到2D有機板；(3)將步驟(2)得到的2D有機板加熱軟化后移入成型模具中；(4)合模并進行微發(fā)泡注塑成型，冷卻后開模即得熱塑性連續(xù)纖維增強復合材料制件。本發(fā)明利用熱塑性連續(xù)纖維復合材料與微發(fā)泡注塑材料結(jié)合，經(jīng)模壓?注塑一體成型，從材料、模具、成型工藝三個方面協(xié)同，制備的復合材料制品，表面平滑均勻，無縮印、低翹曲適合后期噴漆涂裝。產(chǎn)品剛性高，而且質(zhì)量輕，適合電視、電腦外殼以及汽配輕量化外觀件的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子復合材料及成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱塑性連續(xù)纖維增強復合材料制件的成型方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)制造技術(shù)和塑料改性技術(shù)的不斷發(fā)展，以塑代鋼已經(jīng)在汽車制造、移動辦公以及家居行業(yè)中形成一種趨勢，許多傳統(tǒng)的金屬部件，逐漸被高性能的塑料所替代，但是由于通用改性工程塑料強度限制，對于結(jié)構(gòu)強度要求較高的金屬部件，取代難度較大。復合材料是以連續(xù)纖維為主，高分子樹脂起到浸漬粘合作用，復合材料的強度可達到所含高強度纖維的水平，近年來在筆記本電腦外殼、增強管道和新能源汽車領(lǐng)域開始應用，取代金屬材質(zhì)，達到輕量化的目的。隨著近年來熱塑性復合材料應用技術(shù)的快速發(fā)展，采用模壓注塑一體成型工藝，可大大縮短復合材料成型制品生產(chǎn)周期，使得復合材料在移動終端、汽車部件上的大批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實。

對于汽車外飾、電腦、手機外殼產(chǎn)品件，一般需要較高的外觀品質(zhì)，特別是產(chǎn)品的翹曲、表面平滑性、縮印、氣孔等要求極高。當前一般采用熱塑性復合板模壓后再進行裁切修邊，對于裝配結(jié)構(gòu)，后期進行粘接處理。當前，也有部分內(nèi)裝制品采用有機板材與塑膠一體成型，但是有機板與后期注塑的材料存在收縮率不一致，發(fā)生翹曲變形、特別是注塑支撐筋位壁厚較大，容易引起表面明顯的縮印，不適合外觀制品的成型。

公開號為CN107474308A的專利說明書公開了一種微發(fā)泡聚丙烯復合材料的制備方法，采用聚丙烯、玻璃纖維、稀土氧化物先通過雙螺桿擠出機擠出造粒，再將擠出得到的物料與發(fā)泡劑進行混合通過注塑機，得到微發(fā)泡聚丙烯復合材料制品。該方法主要研究發(fā)泡劑的類型和比例對注塑產(chǎn)品閉孔率和強度的影響，并沒有涉及微發(fā)泡注塑制品外觀及復合成型的研究。

公開號為CN105922601A的專利說明書公開了一種纖維增強熱塑性復合材料部件的制備方法，采用先將復合板材預熱，利用具有急冷急熱的3D模具，模壓成型為半成品，通過激光裁切，再嵌入注塑模具內(nèi)注塑包邊。主要利用高模溫使得的板材表面平整光滑，不翹曲。此發(fā)明對復合板材的收縮率與注塑材料收縮率不一致引起的包邊注塑結(jié)合面收縮斑未進行說明，對于邊緣全部外漏部件的外觀問題還有待研究。

公開號為CN108015923A的專利說明書公開了一種纖維增強熱塑性復合材料產(chǎn)品的加工成型工藝，采用復合板材作為補強部分，裁切板經(jīng)預熱模壓并同時注塑，注塑料為純樹脂及纖維增強材料。板材與注塑料結(jié)合力強，成型效率高。此工藝適合對外觀要求不高的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件的制備，因復合板材與注塑料收縮率差異較大，在板材與注塑料匯合處，容易形成明顯的收縮斑痕及翹曲現(xiàn)象，不適合于汽車外飾平滑面制品的制作。

公開號為CN102532840A的專利說明書公開了一種用于筆記本電腦外殼的熱塑樹脂復合材料，采用熱塑性樹脂、有機纖維、無機纖維、無鹵阻燃母粒及相關(guān)助劑組成。樹脂熔體與連續(xù)纖維在張力作用下，引入浸漬模頭充分浸漬，冷卻后切成纖維增強粒料，最后與無鹵阻燃母粒摻混得到產(chǎn)品，可用于筆記本電腦外殼的制備。該發(fā)明是一種浸漬的連續(xù)纖維制備切粒摻混過程，所列強度略高于傳統(tǒng)雙螺桿改性樹脂，但遠遠不及連續(xù)纖維復合板材料的強度，對產(chǎn)品壁厚的設計空間有限。

發(fā)明內(nèi)容