一種耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。該復(fù)合材料由包括以下質(zhì)量百分比的組分制成：連續(xù)纖維40~60%、熱塑性樹(shù)脂27~42%、增容劑3~5%、抗氧劑0.3~0.6%、耐磨輔料8~13%。本發(fā)明制備的復(fù)合材料本身具備耐磨功能并且比強(qiáng)度高，耐沖擊性能好，懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到100KJ/㎡以上，抗老化耐腐蝕，重量輕，易加工，在很多方面可以得到廣泛使用，并且該復(fù)合材料的制造過(guò)程中不需要使用任何溶劑，制品成型時(shí)純系物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)反應(yīng)，清潔環(huán)保，易回收進(jìn)行二次加工，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在裝飾、車(chē)廂壁板等領(lǐng)域尚未用到連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，通過(guò)在此復(fù)合材料中引入耐磨功能，使連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料具備了耐磨功能，同時(shí)更好的發(fā)揮了該材料的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于箱柜壁板、車(chē)廂壁板和外觀裝飾板等方面。
[0003]通常制作箱柜壁板、車(chē)廂壁板和外觀裝飾板等，所用材料如:三合板、塑料板、涂料等，均不具有耐磨的功能。長(zhǎng)期使用后，表面會(huì)出現(xiàn)摩擦產(chǎn)生的痕跡，如劃痕、麻點(diǎn)等，影響美觀效果，進(jìn)行表面處理時(shí)增加不必要的支出。也有使用一些耐磨材料，但通常這些材料的力學(xué)性能較差，耐沖擊性能不理想，無(wú)法維持較高的產(chǎn)品使用壽命。參考文獻(xiàn)《Journal ofThermoplastic Composite Materials)), ((The Impact and Tribological Properties ofPTFE Composites Filled with PA6》。另外,在耐磨材料領(lǐng)域普遍材料或多或少存在重量大，而且長(zhǎng)期在戶外使用，其耐腐蝕性和抗氧性能不佳，或存在不易加工、強(qiáng)度差的缺點(diǎn)，并且這些材料的力學(xué)性能一般，耐沖擊性能無(wú)法承受較強(qiáng)的沖擊力，且不可回收污染環(huán)境。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利20110240465.0公開(kāi)了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸帶的制備裝置及其應(yīng)用，中國(guó)專(zhuān)利20110232466.0公開(kāi)了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸帶及其制備方法，該熱塑性樹(shù)脂預(yù)浸帶包含以下重量份組份:熱塑性樹(shù)脂30-80%、纖維10-60%、相容劑0.5-3%、抗氧劑0.2-0.5%、潤(rùn)滑劑0.3-2%、吸波物質(zhì)1_40%，但所制備的預(yù)浸帶的耐磨性能還需要進(jìn)一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有表面耐磨無(wú)需表面處理，使用壽命長(zhǎng)，比強(qiáng)度高，耐沖擊性能好，抗老化耐腐蝕，重量輕，易加工，易回收等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，該復(fù)合材料由包括以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0009]
連續(xù)纖維40-60%,
熱塑性樹(shù)脂27~42%,
增容劑3~5%,
抗氧劑0.3-0.6%，
耐磨輔料8~13%。[0010]所述的連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗。
[0011]所述的熱塑性樹(shù)脂為尼龍6或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。
[0012]所述的增容劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷或異氰尿酸三縮水甘油酯。
[0013]所述的抗氧劑為三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯與四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比為1:廣1:4。所述的耐磨輔料為聚四氟乙烯。一種上述熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0014](I)按上述配比稱(chēng)取質(zhì)量百分比為27~42%的熱塑性樹(shù)脂、3^5%的增容劑、0.3^0.6%的抗氧劑和8~13%的耐磨輔料；將上述原料攪拌，混合均勻；
[0015](2)將步驟(1)得到的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混通過(guò)模頭擠出進(jìn)行淋膜，使薄膜達(dá)到均勻連續(xù)的狀態(tài)；
[0016](3)將質(zhì)量百分比為40-60%的連續(xù)纖維通過(guò)牽引單元平行進(jìn)行展絲，使纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱得到預(yù)熱的連續(xù)纖維；
[0017](4)將步驟(3)中預(yù)熱的連續(xù)纖維和步驟(2)中通過(guò)模頭擠出淋膜得到的樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶；
[0018](5)將預(yù)浸帶按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加后熱壓，然后進(jìn)行冷壓定型，制備得到耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0019]所述的步驟(1)中熱塑性樹(shù)脂使用前經(jīng)過(guò)烘箱在115~125°C進(jìn)行干燥，其含水率不超過(guò)0.02%。
[0020]所述的步驟(1)的攪拌時(shí)間為8(Tl60s。
[0021]所述的步驟(2)中所述的擠出機(jī)的擠出溫度為25(T320°C;當(dāng)熱塑性樹(shù)脂為尼龍6時(shí)，擠出溫度為29(T320°C，熱塑性樹(shù)脂為PBT時(shí)擠出溫度為25(T290°C。
[0022]所述的步驟(3)中的預(yù)熱溫度18(T220°C。
[0023]所述的步驟(4)所述的復(fù)合具體為:在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)擠出樹(shù)脂薄膜，預(yù)熱后的連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生一定的張力，使得熔融的高溫流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并也產(chǎn)生一定張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰，浸潰后通過(guò)通有1(T20°C冷卻水的復(fù)合輥進(jìn)行冷卻，使完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，然后通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平得到預(yù)浸帶。
[0024]所述的步驟(5)中疊加方式為根據(jù)預(yù)浸帶中連續(xù)纖維的方向，按照0° /90°排列；
[0025]所述的步驟(5)中熱壓在熱壓機(jī)中進(jìn)行；熱壓機(jī)優(yōu)選為平板硫化機(jī)。
[0026]所述的步驟(5)中熱壓壓力為l~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min ;在熱壓過(guò)程中進(jìn)行排氣操作，即熱壓機(jī)閉合IOmin后開(kāi)啟，進(jìn)行排氣后再閉合進(jìn)行熱壓。
[0027]所述的步驟(5)中熱壓溫度為21(T250°C，當(dāng)熱塑性樹(shù)脂為尼龍6時(shí)熱壓溫度為230-250°C，熱塑性樹(shù)脂為PBT時(shí)熱壓溫度為21(T230°C。
[0028]所述的步驟(5)中冷壓壓力2飛MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，冷壓后復(fù)合材料表面溫度降至80°C以下。
[0029]所述的步驟(5)中冷壓壓力2飛MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，冷壓后復(fù)合材料表面溫度降至80°C以下。
[0030]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0031]1、本發(fā)明的復(fù)合材料通過(guò)添加了聚四氟乙烯，使材料具備較低的耐磨系數(shù)，最終使復(fù)合板材實(shí)現(xiàn)耐磨功能，并且不影響熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料原有的性能。
[0032]2、本發(fā)明的復(fù)合材料本身具備耐磨系能，不需額外進(jìn)行表面處理，使用壽命長(zhǎng)，且易制造和加工，耐沖擊性能好，抗老化耐腐蝕，重量輕，易回收，屬于用途廣泛的耐磨裝飾材料。 [0033]3、本發(fā)明提供了一種帶有耐磨功能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，將熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，起到耐磨的作用，并且不影響熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料原有的功能。
[0034]4、本發(fā)明制備的復(fù)合材料本身具備耐磨功能并且比強(qiáng)度高，耐沖擊性能好，由于增強(qiáng)纖維在復(fù)合材料中是連續(xù)而無(wú)斷損的，從而保證了材料突出的高強(qiáng)度和高剛性；又由于所用的基體樹(shù)脂是熱塑性的，更是賦予了 TPAC復(fù)合材料優(yōu)異的高低溫抗沖擊韌性，吸收撞擊載荷能力強(qiáng)。特別是復(fù)合材料在低溫下仍然具有很高的沖擊強(qiáng)度。懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度可達(dá)到100KJ/m2以上，抗老化耐腐蝕，重量輕，易加工，在很多方面可以得到廣泛使用，并且該復(fù)合材料的制造過(guò)程中不需要使用任何溶劑，制品成型時(shí)純系物理過(guò)程，無(wú)化學(xué)反應(yīng)，清潔環(huán)保，易回收進(jìn)行二次加工，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明的耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖；1為熱塑性樹(shù)脂，2為耐磨輔料，3為連續(xù)纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0037]實(shí)施例1
[0038]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，由包含以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0039]
連續(xù)纖維50%,
尼龍634%,
增容劑4.7° 0
抗氧劑0.3%,
耐磨輔料11%;
[0040]其中:連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗。
[0041]增容劑為Y-氨丙基二乙氧基硅烷。
[0042]抗氧劑為三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β - (3，5- 二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的百分?jǐn)?shù)為0.1%，四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分?jǐn)?shù)為0.2%。
[0043]耐磨輔料為聚四氟乙烯。
[0044]其制備方法如下:[0045](I)將尼龍6在120°C的烘箱中干燥，含水率控制在0.02%以下。
[0046]按上述比例稱(chēng)取各組分原料，將尼龍6、增容劑、抗氧劑和聚四氟乙烯混合，通過(guò)低速混料機(jī)攪拌8(Tl60s混合均勻；
[0047](2)將步驟(1)得到的混合物加熱到29(T320°C熔融，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱混合，再通過(guò)模頭對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行淋膜，得到均勻連續(xù)的樹(shù)脂薄膜；
[0048](3)將多束連續(xù)纖維安放在紗架上，紗架主要用來(lái)放置連續(xù)纖維卷。它的主要目的是將連續(xù)纖維束從纖維卷上平行展開(kāi)。紡紗架上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子，用于放置連續(xù)纖維卷，其中連續(xù)纖維卷位于紡紗架的內(nèi)部，錠子支架上設(shè)有錠子。為了控制連續(xù)纖維從連續(xù)纖維卷上展開(kāi)時(shí)的穩(wěn)定性和張緊力的均勻性，每個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子內(nèi)部設(shè)有阻尼裝置，用來(lái)控制連續(xù)纖維卷在展開(kāi)連續(xù)纖維時(shí)的張力的均勻性，保證纖維的平行排列和張力的均勻性。再通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的牽引單元平行進(jìn)行展絲，牽引單元中裝有張力調(diào)節(jié)輥位置，上下橫縱交錯(cuò)，通過(guò)調(diào)節(jié)張力調(diào)節(jié)輥，調(diào)整纖維的張力。將纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度18(T220°C。 [0049](4)將步驟(3)預(yù)熱后的連續(xù)纖維和步驟(2)得到樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶，在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)，預(yù)熱后的連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維帶與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生一定的張力，使得熔融的高溫流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并也產(chǎn)生一定張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰。擠出機(jī)擠出頻率設(shè)定為34~37ΗΖ。
[0050]整個(gè)過(guò)程需在復(fù)合單元中的復(fù)合輥中需通入1(T20°C常溫水進(jìn)行冷卻，保證完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平。
[0051 ] (5)將預(yù)浸帶按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加后放入熱壓機(jī)設(shè)置好熱壓溫度進(jìn)行熱壓，然后進(jìn)行冷壓定型，制備得到耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0052]熱壓制程需使用平板硫化機(jī)，平板硫化機(jī)中通入循環(huán)油進(jìn)行加熱。將預(yù)浸帶0° /90°排列，按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加，放置于熱壓機(jī)中熱壓，熱壓溫度為23(T250°C，熱壓壓力為I~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min。在熱壓過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)排氣操作。
[0053]熱壓操作完成后進(jìn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓定型操作，冷壓平板硫化機(jī)中通入循環(huán)常溫水進(jìn)行板材冷卻。設(shè)定冷壓壓力2飛MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，使板材表面溫度降低至80°C以下，即制得帶有耐磨功能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合板材壓制工作，如圖1所示。
[0054]實(shí)施例2
[0055]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，由包含以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0056]
連續(xù)纖維40%,
尼龍6414%
增容劑5%,
抗氧劑0.6%,
耐磨輔料13%;
[0057]連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗。[0058]增容劑為Y-氨丙基二乙氧基硅烷。
[0059]抗氧劑為三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β - (3，5- 二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的百分?jǐn)?shù)為0.2%，四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分?jǐn)?shù)為0.4%。
[0060]耐磨輔料為聚四氟乙烯。
[0061]制備方法如下: [0062](I)按上述配比稱(chēng)取各組分原料，將尼龍6在120°C的烘箱中干燥，含水率控制在
0.02%以下；按上述比例將尼龍6、增容劑、抗氧劑和聚四氟乙烯混合，通過(guò)低速混料機(jī)攪拌8(Tl60s混合均勻；
[0063](2)將步驟(1)得到的混合物加熱到29(T320°C熔融，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱混合，再通過(guò)模頭對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行淋膜，得到均勻連續(xù)的樹(shù)脂薄膜；
[0064](3)將多束連續(xù)纖維安放在紗架上，紗架主要用來(lái)放置連續(xù)纖維卷。它的主要目的是將連續(xù)纖維束從纖維卷上平行展開(kāi)。紡紗架上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子，用于放置連續(xù)纖維卷，其中連續(xù)纖維卷位于紡紗架的內(nèi)部，錠子支架上設(shè)有錠子。為了控制連續(xù)纖維從連續(xù)纖維卷上展開(kāi)時(shí)的穩(wěn)定性和張緊力的均勻性，每個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子內(nèi)部設(shè)有阻尼裝置，用來(lái)控制連續(xù)纖維卷在展開(kāi)連續(xù)纖維時(shí)的張力的均勻性，保證纖維的平行排列和張力的均勻性。再通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的牽引單元平行進(jìn)行展絲，牽引單元中裝有張力調(diào)節(jié)輥位置，上下橫縱交錯(cuò)，通過(guò)調(diào)節(jié)張力調(diào)節(jié)輥，調(diào)整纖維的張力。將纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度18(T220°C。
[0065](4)將步驟(3)預(yù)熱后的連續(xù)纖維和步驟(2)得到樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶，在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)，連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維帶與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生一定的張力，使得熔融的高溫流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并也產(chǎn)生一定張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰。擠出機(jī)擠出頻率設(shè)定為31~37ΗΖ。
[0066]整個(gè)過(guò)程需在復(fù)合單元中的復(fù)合輥中需通入1(T20°C常溫水進(jìn)行冷卻，保證完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平。
[0067](5)將預(yù)浸帶按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加后放入熱壓機(jī)設(shè)置好熱壓溫度進(jìn)行熱壓，然后進(jìn)行冷壓定型，制備得到耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
[0068]熱壓制程需使用平板硫化機(jī)，平板硫化機(jī)中通入循環(huán)油進(jìn)行加熱。將預(yù)浸帶0° /90°排列，按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加，放置于熱壓機(jī)中熱壓，熱壓溫度為23(T250°C，熱壓壓力為I~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min。在熱壓過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)排氣操作。
[0069]熱壓操作完成后進(jìn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓定型操作，冷壓平板硫化機(jī)中通入循環(huán)常溫水進(jìn)行板材冷卻。設(shè)定冷壓壓力2~5MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，使板材表面溫度降低至80°C以下，即制得帶有耐磨功能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合板材壓制工作，如圖1所示。
[0070]實(shí)施例3
[0071]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，由包含以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0072]連續(xù)纖維59%,
尼龍627%,
增容劑5%，
抗氧劑0.3%,
耐磨輔料8.7% ；
[0073]連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗。
[0074]增容劑為Y-氨丙基二乙氧基硅烷。
[0075]抗氧劑為三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β - (3，5- 二叔丁基_4_羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的 混合物，其中三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯的百分?jǐn)?shù)為0.1%，四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分?jǐn)?shù)為0.2%。
[0076]耐磨輔料為聚四氟乙烯。
[0077]制備方法如下:
[0078](I)將尼龍6在120°C的烘箱中干燥，含水率控制在0.02%以下。
[0079]按上述配比稱(chēng)取各組分原料，按上述比例將尼龍6、增容劑、抗氧劑和聚四氟乙烯混合，通過(guò)低速混料機(jī)攪拌8(Tl60s混合均勻；
[0080](2)將步驟(1)得到的混合物加熱到29(T320°C熔融，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱混合，再通過(guò)模頭對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行淋膜，得到均勻連續(xù)的樹(shù)脂薄膜；
[0081](3)將多束連續(xù)纖維安放在紗架上，紗架主要用來(lái)放置連續(xù)纖維卷。它的主要目的是將連續(xù)纖維束從纖維卷上平行展開(kāi)。紡紗架上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子，用于放置連續(xù)纖維卷，其中連續(xù)纖維卷位于紡紗架的內(nèi)部，錠子支架上設(shè)有錠子。為了控制連續(xù)纖維從連續(xù)纖維卷上展開(kāi)時(shí)的穩(wěn)定性和張緊力的均勻性，每個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子內(nèi)部設(shè)有阻尼裝置，用來(lái)控制連續(xù)纖維卷在展開(kāi)連續(xù)纖維時(shí)的張力的均勻性，保證纖維的平行排列和張力的均勻性。再通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的牽引單元平行進(jìn)行展絲，牽引單元中裝有張力調(diào)節(jié)輥位置，上下橫縱交錯(cuò)，通過(guò)調(diào)節(jié)張力調(diào)節(jié)輥，調(diào)整纖維的張力。將纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度18(T220°C。
[0082](4)將步驟(3)預(yù)熱后的連續(xù)纖維和步驟(2)得到的樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶，在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)，連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維帶與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生一定的張力，使得熔融的高溫流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并也產(chǎn)生一定張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰。擠出機(jī)擠出頻率設(shè)定為34~37ΗΖ。整個(gè)過(guò)程需在復(fù)合單元中的復(fù)合輥中需通入1(T20°C常溫水進(jìn)行冷卻，保證完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平。
[0083]熱壓制程需使用平板硫化機(jī)，平板硫化機(jī)中通入循環(huán)油進(jìn)行加熱。將預(yù)浸帶0° /90°排列，按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加，放置于熱壓機(jī)中熱壓，熱壓溫度為22(T240°C，熱壓壓力為I~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min。在熱壓過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)排氣操作。
[0084]熱壓操作完成后進(jìn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓定型操作，冷壓平板硫化機(jī)中通入循環(huán)常溫水進(jìn)行板材冷卻。設(shè)定冷壓壓力2飛MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，使板材表面溫度降低至80°C以下，即制得帶有耐磨功能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合板材壓制工作，如圖1所示。
[0085]實(shí)施例4
[0086]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，由包含以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0087]
連續(xù)纖維59%,
尼龍627%, 增容劑3%，
抗氧劑0.3%，
[0088]
耐磨輔料10.7% ；
[0089]連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗。
[0090]增容劑為Y-氛丙基二乙氧基硅烷。
[0091]抗氧劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中三[2.4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯的百分?jǐn)?shù)為
0.06%，四[β - (3,5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的百分?jǐn)?shù)為0.24%。
[0092]耐磨輔料為聚四氟乙烯。
[0093]制備方法如下:
[0094](I)將尼龍6在120°C的烘箱中干燥，含水率控制在0.02%以下。
[0095]按上述配比稱(chēng)取各組分原料，按上述比例將尼龍6、增容劑、抗氧劑和聚四氟乙烯混合，通過(guò)低速混料機(jī)攪拌8(Tl60s混合均勻；
[0096](2)將步驟(1)得到的混合物加熱到29(T320°C熔融，再通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行加熱混合，再通過(guò)模頭對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行淋膜，得到均勻連續(xù)的樹(shù)脂薄膜；
[0097](3)將多束連續(xù)纖維安放在紗架上，紗架主要用來(lái)放置連續(xù)纖維卷。它的主要目的是將連續(xù)纖維束從纖維卷上平行展開(kāi)。紡紗架上設(shè)有水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子，用于放置連續(xù)纖維卷，其中連續(xù)纖維卷位于紡紗架的內(nèi)部，錠子支架上設(shè)有錠子。為了控制連續(xù)纖維從連續(xù)纖維卷上展開(kāi)時(shí)的穩(wěn)定性和張緊力的均勻性，每個(gè)水平轉(zhuǎn)動(dòng)的錠子內(nèi)部設(shè)有阻尼裝置，用來(lái)控制連續(xù)纖維卷在展開(kāi)連續(xù)纖維時(shí)的張力的均勻性，保證纖維的平行排列和張力的均勻性。再通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的牽引單元平行進(jìn)行展絲，牽引單元中裝有張力調(diào)節(jié)輥位置，上下橫縱交錯(cuò)，通過(guò)調(diào)節(jié)張力調(diào)節(jié)輥，調(diào)整纖維的張力。將纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度18(T220°C。
[0098](4)將步驟(3)預(yù)熱后的連續(xù)纖維和步驟(2)得到的樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶，在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)，連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維帶與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生一定的張力，使得熔融的高溫流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并也產(chǎn)生一定張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰。擠出機(jī)擠出頻率設(shè)定為34~37ΗΖ。整個(gè)過(guò)程需在復(fù)合單元中的復(fù)合輥中需通入1(T20°C常溫水進(jìn)行冷卻，保證完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平。
[0099](5)將預(yù)浸帶按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加后放入熱壓機(jī)設(shè)置好熱壓溫度進(jìn)行熱壓，然后進(jìn)行冷壓定型，制備得到耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。[0100]熱壓制程需使用平板硫化機(jī)，平板硫化機(jī)中通入循環(huán)油進(jìn)行加熱。將預(yù)浸帶0° /90°排列，按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加，放置于熱壓機(jī)中熱壓，熱壓溫度為23(T250°C，熱壓壓力為I~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min。在熱壓過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)排氣操作。
[0101]熱壓操作完成后進(jìn)入冷壓機(jī)進(jìn)行冷壓定型操作，冷壓平板硫化機(jī)中通入循環(huán)常溫水進(jìn)行板材冷卻。設(shè)定冷壓壓力2飛MPa，冷壓時(shí)間3(T60min，使板材表面溫度降低至80°C以下，即制得帶有耐磨功能的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合板材壓制工作，如圖1所示。
[0102]實(shí)施例5
[0103]一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，由包含以下質(zhì)量百分比的組分制成:
[0104]
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于:該復(fù)合材料由包括以下質(zhì)量百分比的組分制成:連續(xù)纖維40~60%,熱塑性樹(shù)脂27~42%,增容劑3-5%,抗氧劑0.3~0.6%，耐磨輔料8~13%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于:所述的連續(xù)纖維為無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗； 或所述的熱塑性樹(shù)脂為尼龍6或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于:所述的增容劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷或異氰尿酸三縮水甘油酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料，其特征在于:所述的抗氧劑為三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯與四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比為1:廣1:4; 或所述的耐磨輔料為聚四氟乙烯。
5.—種權(quán)利要求1-4中任一所述的熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法,其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)按權(quán)利要求1所述的配比稱(chēng)取質(zhì)量百分比為27~42%的熱塑性樹(shù)脂、3~5%的增容劑、0.3^0.6%的抗氧劑和8~13%的耐磨輔料；將上述原料攪拌，混合均勻； (2)將步驟(1)得到的混合物加入到雙螺桿擠出機(jī)中，熔融共混通過(guò)模頭擠出進(jìn)行淋膜，得到均勻連續(xù)的樹(shù)脂薄膜； (3)將質(zhì)量百分比為40-60%的連續(xù)纖維通過(guò)牽引單元平行進(jìn)行展絲，使纖維展絲均勻平整后進(jìn)入烘箱進(jìn)行預(yù)熱得到預(yù)熱的連續(xù)纖維； (4)將步驟(3)中預(yù)熱的連續(xù)纖維和步驟(2)中通過(guò)模頭擠出淋膜得到的樹(shù)脂薄膜通過(guò)復(fù)合單元進(jìn)行復(fù)合形成預(yù)浸帶； (5)將預(yù)浸帶按要求裁切后根據(jù)所需厚度進(jìn)行疊加熱壓，然后進(jìn)行冷壓定型，制備得到耐磨熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(1)中熱塑性樹(shù)脂使用前經(jīng)過(guò)烘箱在115~125°C進(jìn)行干燥，其含水率不超過(guò)0.02% ； 或所述的步驟(1)的攪拌時(shí)間為8(Tl60s。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)中擠出機(jī)的擠出溫度為25(T320°C;當(dāng)熱塑性樹(shù)脂為尼龍6時(shí)，擠出溫度為29(T320°C，熱塑性樹(shù)脂為PBT時(shí)擠出溫度為 25(T290°C ； 或所述的步驟(3)中的預(yù)熱溫度18(T220°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(4)中復(fù)合形成預(yù)浸帶包含以下步驟:在復(fù)合單元中兩擠出模頭位置上下交錯(cuò)擠出樹(shù)脂薄膜，預(yù)熱后的連續(xù)纖維從兩擠出模頭交錯(cuò)的縫隙中穿過(guò)，連續(xù)纖維與其中之一的擠出模頭接觸并產(chǎn)生張力，使得熔融的流體對(duì)連續(xù)纖維帶進(jìn)行預(yù)浸潰，接著纖維帶的另一側(cè)與另一擠出模頭接觸并產(chǎn)生張力對(duì)纖維帶的另一側(cè)進(jìn)行預(yù)浸潰，浸潰后通過(guò)通有1(T20°C冷卻水的復(fù)合輥進(jìn)行冷卻，使完成復(fù)合后的預(yù)浸帶表面溫度為6(T70°C，然后通過(guò)預(yù)浸帶生產(chǎn)線的壓平單元將預(yù)浸帶壓平得到預(yù)浸帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(5)中熱壓在熱壓機(jī)中進(jìn)行；熱壓機(jī)優(yōu)選為平板硫化機(jī)； 或所述的步驟(5)中熱壓壓力為l~2MPa，熱壓時(shí)間維持在4(T60min ;在熱壓過(guò)程中進(jìn)行排氣操作，即熱壓機(jī)閉合IOmin后開(kāi)啟，進(jìn)行排氣后再閉合進(jìn)行熱壓； 或所述的步驟(5)中熱壓溫度為21(T250°C，當(dāng)熱塑性樹(shù)脂為尼龍6時(shí)熱壓溫度為23(T250°C，熱塑性樹(shù)脂為聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯時(shí)熱壓溫度為21(T230°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(5)中冷壓壓力2~5MPa，冷壓時(shí)間3( T60min，冷壓后復(fù)合材料表面溫度降至80°C以下。
【文檔編號(hào)】C08K5/544GK103540124SQ201210237541
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】張可心 申請(qǐng)人:遼寧遼杰科技有限公司