專利名稱：一種纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熱塑性塑料型材的制造方法，尤其涉及一種纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法。
在合成樹脂中添加填充劑，譬如纖維，通常能很大程度上改善其機械性能，如硬度、強度和韌性等，尤其是連續(xù)纖維增強的樹脂往往可以獲得優(yōu)良的抗沖擊強度和抗撓曲強度?，F(xiàn)有技術有的將樹脂用靜電吸附的方法浸潤纖維，然后直接把浸潤好的纖維加工成型；這種方法獲得的成型制品往往表面光澤度較低，而且纖維在制成品中所占重量比較高，大大降低了制成品的焊接性能；另一方面，由于纖維為一次性浸潤，也會導致制成品的纖維取向度偏高。用混紡法來浸潤纖維，同樣會存在表面光澤度不夠的問題，同時，混紡法制成的纖維增強材料在搭界處往往粘合不牢，會出現(xiàn)性能下降的情況。也有的技術是將纖維束穿過熔融樹脂或液態(tài)樹脂，然后加工成型。但熔融狀態(tài)下的熱塑性樹脂粘度相當高，而纖維束內(nèi)的纖維排列很緊密，這樣的情況下，熱塑性樹脂很難有效浸漬到纖維束內(nèi)，從而所制成的材料其性能也很難得到保證。此外，熱塑性聚合物室溫下一般為固態(tài)，須高溫加熱成熔融狀態(tài)才能用來浸潤纖維。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種使纖維在熱塑性樹脂中得到充分浸潤，并使制成的型材具有良好的表面光澤度和良好的縱向及橫向力學性能的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)一種纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特點是，用熱塑性樹脂通過浸漬工藝分別預浸漬玻璃纖維紗和玻璃纖維織物，將預浸漬過的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物分別進行加熱形成預浸料，再將該預浸料通過擠出機模頭擠出成型。
所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維紗和玻璃纖維織物是用靜電吸附法在熱塑性樹脂中得到充分預浸漬。
所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維紗是在熱塑性樹脂單體進行離子聚合反應時得到充分預浸漬。
所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維織物是用混紡工藝在熱塑性樹脂中得到充分預浸漬。
所述的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物的預浸漬所采用的熱塑性樹脂選自聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基-丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯或聚苯硫醚。
所述的擠出機模頭具有熔融的熱塑性樹脂浸漬玻璃纖維紗和玻璃纖維織物。
所述的擠出機模頭可加入增強型材橫向性能的短切玻璃纖維。
所述的擠出機模頭加熱至150℃～250℃。
本發(fā)明是用已經(jīng)在熱塑性樹脂中預浸過的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物在加熱條件下通過擠出機模頭，再將所得的材料制造成型。本發(fā)明可以采用靜電吸附法使玻璃纖維紗在熱塑性樹脂中充分預浸潤，其中靜電吸附法由靜電發(fā)生器產(chǎn)生靜電，并使在靜電流化腔內(nèi)的熱塑性樹脂粉料帶上靜電，通過壓縮空氣將這些粉料噴涂到纖維表面，將噴涂過的纖維通過加熱腔，粉料融化后制成預浸料。本發(fā)明中的靜電吸附法也可以用反應法替代，使熱塑性樹脂的熔融單體在催化劑的作用下發(fā)生聚合反應，所述的催化劑可以是堿金屬或其衍生物，在反應的同時完成樹脂對纖維單絲的浸漬。反應法中的熱塑性樹脂最好為聚酰胺。本發(fā)明還可以采用混紡工藝得到熱塑性樹脂預浸過的玻璃纖維織物；其中的混紡工藝是將熱塑性樹脂通過紡絲工藝制成絲，再將制成的樹脂絲與玻璃纖維絲混紡后制成織物。本發(fā)明最后將樹脂預浸過的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物在空氣加熱的條件下通過擠出機模頭。擠出機模頭內(nèi)充滿熱塑性樹脂和按一定比例配置的各種樹脂助劑，熱塑性樹脂預浸過的玻璃纖維紗和織物在模頭內(nèi)再次融化后，和擠出機內(nèi)的熔融樹脂一起通過定型和冷卻裝置，然后下料制成型材制品。所述的樹脂助劑可以包括抗氧劑、阻燃劑、增強劑等，并按對復合材料的性能要求配比配置各種助劑；其中的抗氧劑可以是通用的抗氧1010等，阻燃劑可以是三氧化二銻、磷系列等，增強劑可以是碳酸鈣、云母、纖維等。在上述工藝中，為了保證基體的性能，預浸玻璃纖維紗和織物采用的熱塑性樹脂最好與擠出機模頭內(nèi)采用的樹脂相同或相容性較好。由于本發(fā)明中用樹脂預浸了玻璃纖維紗和織物，使纖維具有了良好的力學性能，如拉伸強度和彎曲強度；又同時將樹脂預浸過的玻璃纖維紗和織物通過擠出機模頭，這樣就同時保證了所得復合材料的縱向性能和橫向性能。采用擠出機模頭則可以提供較多的樹脂，一方面增強了纖維紗和織物的粘合，另一方面由于在拉擠過程中樹脂在型材的表面能形成富樹脂層，可有效地改善型材的表面光潔度。而樹脂的增多又可以在保證型材性能的情況下使玻璃纖維的含量降低，從而提高型材的焊接性能。
下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1將經(jīng)過靜電粉末預浸過的70％玻璃纖維紗增強尼龍料，以及玻璃含量為60％的玻璃纖維絲與尼龍絲的織物一起通過擠出機模頭，模頭內(nèi)的使用10％長纖維增強的尼龍熔體，以1m/min的速度牽引型材，經(jīng)冷卻后下料。
將得到的樣品按照GB/T 1040、GB/T 1043、GB/T 9342分別進行裁樣，將所制成的樣條在相應的國家標準的條件下進行測試。
如下是對玻璃纖維重量比為50％的試件測試結果縱向拉伸強度(MPa) 500彎曲強度(MPa) 320彎曲模量(MPa) 20000橫向拉伸強度(MPa) 300彎曲強度(MPa) 250彎曲模量(MPa) 18000玻璃纖維含量相同的單向纖維增強料其橫向性能為拉伸強度(MPa)50彎曲強度(MPa)100彎曲模量(MPa)5000實施例2實驗流程和測試標準同1，基體用聚丙烯替代后，得縱向拉伸強度(MPa) 400彎曲強度(MPa) 300彎曲模量(MPa) 18000
橫向拉伸強度(MPa) 280彎曲強度(MPa) 200彎曲模量(MPa) 15000
權利要求
1.一種纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，用熱塑性樹脂通過浸漬工藝分別預浸漬玻璃纖維紗和玻璃纖維織物，將預浸漬過的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物分別進行加熱形成預浸料，再將該預浸料通過擠出機模頭擠出成型。
2.根據(jù)權利要求1所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維紗和玻璃纖維織物是用靜電吸附法在熱塑性樹脂中得到充分預浸漬。
3.根據(jù)權利要求1所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維紗是在熱塑性樹脂單體進行離子聚合反應時得到充分預浸漬。
4.根據(jù)權利要求1所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的預浸漬工藝中，玻璃纖維織物是用混紡工藝在熱塑性樹脂中得到充分預浸漬。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物的預浸漬所采用的熱塑性樹脂選自聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基-丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯或聚苯硫醚。
6.根據(jù)權利要求1所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的擠出機模頭具有熔融的熱塑性樹脂浸漬玻璃纖維紗和玻璃纖維織物。
7.根據(jù)權利要求1所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的擠出機模頭可加入增強型材橫向性能的短切玻璃纖維。
8.根據(jù)權利要求1或6或7所述的纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法，其特征在于，所述的擠出機模頭加熱至150℃～250℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維增強熱塑性塑料型材的制造方法,其特征在于,用熱塑性樹脂通過浸漬工藝分別預浸漬玻璃纖維紗和玻璃纖維織物,將經(jīng)過預浸漬的玻璃纖維紗和玻璃纖維織物分別進行加熱形成預浸料,再將該預浸料通過擠出機模頭擠出成型。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明可使纖維在熱塑性樹脂中得到充分浸潤,并使制成的型材具有良好的表面光澤度和良好的縱向及橫向力學性能。
文檔編號C08K7/14GK1386779SQ0111296
公開日2002年12月25日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權日2001年5月23日
發(fā)明者徐青, 梁培亮 申請人:上海杰事杰新材料股份有限公司