本發(fā)明涉及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域，為連續(xù)纖維和短纖維復(fù)合增強(qiáng)熱型性塑料領(lǐng)域,具體涉及一種GFRTP料條和短纖維復(fù)合增強(qiáng)的熱塑性型材的制備工藝。

背景技術(shù)：

熱塑性塑料因其品種繁多，具有耐腐蝕，比重輕，加之生產(chǎn)周期短，適合大規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，邊腳料和廢舊產(chǎn)品可多次回收再利用，當(dāng)前其在國民經(jīng)濟(jì)各種部門得到廣泛的應(yīng)用，且應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，例如塑料型材發(fā)展很快。我國在上世紀(jì)八十年代也進(jìn)行塑料型材開發(fā)應(yīng)用，但由于純塑料力學(xué)性能有限，難以作承力件使用，所以純塑料型材應(yīng)用開發(fā)受到局限。正如水泥沒有砂石和鋼筋，它不可能在建筑工程、水利工程、交通工程上應(yīng)用一樣，純塑料型材引入纖維增強(qiáng)材料，可大大提高其力學(xué)性能，就可作為承力件應(yīng)用。由于一些工藝技術(shù)問題，國內(nèi)GFRTP型材大多為短纖維增強(qiáng)，所以力學(xué)性能不夠高，且各向異性問題也難以解決，這就如同混凝土中缺乏鋼筋無法作梁、柱使用。在GFRTP型材中引入連續(xù)纖維增強(qiáng)必須解決一些工藝技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)我國熱塑性塑料型材發(fā)展?fàn)顩r，本發(fā)明引入高性能GFRTP料條作熱塑性塑料骨干增強(qiáng)材料，使其起到混凝土中鋼筋作用，同時(shí)采用高性能SFT作型材基體材料，其中短纖維起到混凝土中砂石作用，因而這種型材具備高力學(xué)性能。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明，采用如下技術(shù)方案：

一種GFRTP料條和短纖維復(fù)合增強(qiáng)的熱塑性型材的制備工藝，包括如下步驟：

步驟S1，采用GF無捻粗紗擠拉成型工藝制備GFRTP料條，選用性能良好的GF無捻粗紗和特殊料條成型模具，對(duì)GF進(jìn)行單紗張力控制和預(yù)熱100—130℃，采用擠拉成型工藝制備GF與塑料熔融體浸潤良好，形成良好界面和表面質(zhì)量均一的GFRTP料條；

步驟S2，選擇適合于基體塑料的增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)的GF無捻粗紗和熱塑性塑料采用帶排氣功能的雙螺桿擠出機(jī)擠出SFT料;

步驟S3，采用GFRTP料條作型材骨干連續(xù)增強(qiáng)材料，SFT作型材基體材料制備GFRTP型材，將GFRTP料條進(jìn)行單根張力控制并進(jìn)行預(yù)熱180—200℃后，有序進(jìn)入型材擠出模，將步驟S2制備的SFT料擠入型材擠出模，包裹GFRTP料條后一起擠出，再進(jìn)入定型模定型成材，最后按規(guī)格切段而成。

進(jìn)一步，所述GFRTP料條的規(guī)格為Φ2—Φ5mm，以重量為基準(zhǔn)，GF含量為30—70%。

進(jìn)一步，所述SFT料與GFRTP料條為同種塑料制成。

進(jìn)一步，所述GF無捻粗紗為單絲直徑11—19μm，紗支數(shù)200—1200Tex。

進(jìn)一步，所述熱塑性塑料為普通塑料或工程塑料或高性能塑料。

進(jìn)一步，所述步驟S2中的SFT料以重量為基準(zhǔn)，GF含量為30—50%。

進(jìn)一步，該熱塑性塑料型材為普通型材或異型剖面型材。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用適于塑料基材的玻纖增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)的GF無捻粗紗，以提高GF紗與塑料熔融體的浸潤性，提高料條力學(xué)性能，在制備料條時(shí)，對(duì)GF紗進(jìn)行單股張力控制，以達(dá)料條中GF等長，在制備料條時(shí)對(duì)GF進(jìn)行預(yù)熱100—130℃，以提高增強(qiáng)效果和生產(chǎn)效率。

2、本發(fā)明的SFT料選擇與GFRTP料條同種塑料基材，并根據(jù)不同型材性能要求，設(shè)計(jì)SFT含量，采用帶排氣功能的雙螺桿擠出機(jī)擠出SFT料，以保證型材結(jié)構(gòu)緊密，不會(huì)產(chǎn)生氣泡而影響性能。

3、本發(fā)明通過該工藝技術(shù)實(shí)施，能夠制備出高力學(xué)性能、多種截面形狀和規(guī)格的GFRTP型材，以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同性能和不同形狀要求。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是GFRTP料條和短纖維復(fù)合增強(qiáng)的熱塑性塑料型材示意圖；

圖2是圖1的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是GFRTP料條示意圖；

圖4是圖3的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中所示：1—GFRTP料條，2—SFT料，3—GF，4—塑料。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明采用GFRTP料條作型材骨干增強(qiáng)材料，采用SFT作型材基體材料，通過拉擠成型工藝制備出高力學(xué)性能的一種新型熱塑性塑料型材。

該型材的具體制備工藝，包括如下步驟：

步驟S1，采用GF無捻粗紗擠拉成型工藝制備GFRTP料條1，選用性能良好的GF 3無捻粗紗和特殊料條成型模具，對(duì)GF 3進(jìn)行單紗張力控制（F=10—40 N/根）和預(yù)熱100—130℃，采用擠拉成型工藝制備GF 3與塑料4熔融體浸潤良好，形成良好界面和表面質(zhì)量均一的GFRTP料條1；

其中，對(duì)于PA，擠拉機(jī)的擠出機(jī)頭溫度設(shè)置為T_機(jī)頭=250—320℃，T_冷卻水=60℃，擠出速度V=3—4 m/min。

步驟S2，選擇適合于基體塑料的增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)的GF 3無捻粗紗和熱塑性塑料采用帶排氣功能的雙螺桿擠出機(jī)擠出SFT料2，SFT料中以重量為基準(zhǔn)，GF含量為30%～50%；

其中，GF 3無捻粗紗經(jīng)烘干，含油量1.5—1.6%，含水量＜0.1%，對(duì)于PA，增強(qiáng)型浸潤劑是將如下原料以重量百分比制成，成膜劑組分：水溶性環(huán)氧 12—15%，潤滑劑 0.3—0.5%，偶聯(lián)劑KH-560 0.5—0.8%，輔助材料：2—3%，其余為H₂O。

步驟S3，采用GFRTP料條作型材骨干連續(xù)增強(qiáng)材料，SFT料2作型材基體材料制備GFRTP型材，將GFRTP料條1進(jìn)行單根張力控制并進(jìn)行預(yù)熱，有序進(jìn)入型材擠出模，將步驟S2制備的SFT料2擠入型材擠出模，包裹GFRTP料條1后一起擠出，再進(jìn)入定型模定型成材，最后按規(guī)格切段而成。

其中，本發(fā)明選擇采用適于塑料基材的玻纖增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)的GF無捻粗紗，單絲直徑11—19μm，紗支數(shù)為200—1200Tex，以提高GF與塑料熔融體浸潤性，提高料條力學(xué)性能。在制備料條時(shí)，對(duì)GF紗進(jìn)行單股張力控制，以達(dá)料條中GF等長，在制備料條時(shí)對(duì)GF進(jìn)行預(yù)熱100—130℃，以提高GF與塑料熔融體浸潤性，以重量為基準(zhǔn)，GFRTP料條的GF含量為30%～70%，料條直徑為Φ2mm～Φ5mm。

在制備型材時(shí)，對(duì)GFRTP料條進(jìn)行單根張力控制，以達(dá)型材中GF長度相等，并對(duì)GFRTP料條進(jìn)行預(yù)熱180—200℃，以提高增強(qiáng)效果和生產(chǎn)效率；

選擇與GFRTP料條同種塑料基材，并根據(jù)不同型材性能要求，設(shè)計(jì)SFT含量，采用帶排氣功能雙螺桿擠出機(jī)擠出SFT料，以保證型材結(jié)構(gòu)緊密，不會(huì)產(chǎn)生氣泡而影響性能。

根據(jù)不同型材截面形狀以及不同性能要求，設(shè)計(jì)不同料條數(shù)量，規(guī)格及其在截面分布，設(shè)計(jì)擠拉型材模具，以達(dá)型材高性能要求，同時(shí)型材擠出模具的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)GFRTP料條增強(qiáng)要求，并保證其在型材中位置穩(wěn)定，不外露，模具擠出流道設(shè)計(jì)利于SFT中GF流動(dòng)和均勻分布，以達(dá)型材高性能。

通過上述工藝技術(shù)實(shí)施，制備出高力學(xué)性能，多種截面形狀和規(guī)格GFRTP型材，以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域，不同性能和不同形狀要求。

以上內(nèi)容僅之是對(duì)本發(fā)明此作簡要說明，此屬領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)上述描述的具體實(shí)施此做的各種各樣修改補(bǔ)充，或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明結(jié)構(gòu)或不超過本發(fā)明權(quán)利要求書此定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。