[发明专利]直接熔融纤维增强热塑性复合材料新工艺

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种纤维增强热塑性复合材料成型新技术。

背景技术

常见的纤维增强热塑性复合材料制品的生产工艺一般都要经过制作坯料和成型两个过程，这种成型工艺不仅要对坯料进行储存、运输，而且浪费人力、物力、能源和时间致使生产成本高。

发明内容

本发明克服了现有成型工艺的不足，本发明提供一种直接熔融纤维增强热塑性复合材料新工艺，以解决现有技术不足，致使生产成本高等问题。

本发明解决其技术问题的技术方案所指原料组分配比为：聚丙烯树脂50～65％、玻璃纤维28～35％、硅烷型偶联剂颗粒0.5～2.0％、双马酰亚胺0.5％～1％、紫外线吸收剂0.05～0.1％、抗氧化剂1～2％、填料5～8％；采用纤维增强热塑性复合材料直接熔融浸渍和模压工艺相结合的工艺方法，将热塑性树脂及配料直接熔融后加入模具中一次成型，具体工艺包括：

1、配料：首先将树脂、玻璃纤维、偶联剂及其他添加剂颗粒按照一定比例混合后放入反应釜；

2、加温浸润：加热温度保持在200～220℃，是反应釜加热到树脂熔融温度，用搅拌器搅拌以降低树脂黏度，增加树脂的浸润性和流动性；

3、模压成型：经过一定时间浸润，当黏度<1Pa·s时将混合好的料液称重后加入模腔中，成型模具温度为80～90℃，合模加压使熔融的物料充满模具的模腔，迅速合模加压10～25MPa，排除多余的物料和气体，在压力下固结成制品；

4、脱模：经30～50s后，以5～7mm/s的速度冷却20～90S后进行脱模，脱模压力小于成型压力的20％，脱模获得纤维增强热塑性复合材料坯件。

本发明的有益效果是成型工艺只有一个单次加热的历程，能耗低；减少了配料储存、运输和预热等中间环节，节省了能耗和人工，生产成本较低；产品可以根据制品的不同需要，自行确定原材料及配比，配料自由度高；成型过程中对纤维的磨损程度较小，可以更好地保证玻璃纤维的长度，使最终制品具有更优良的力学性能和外观；对成型设备磨损更少；更容易实现回收废料的再利用。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步详细的说明：

以生产1000kg热塑性复合材料为例，其原料组分配比为：聚丙烯树脂60％、玻璃纤维30％、硅烷型偶联剂颗粒2％、双马酰亚胺0.8％、紫外线吸收剂0.1％、抗氧化剂1％、填料8％；采用纤维增强热塑性复合材料直接熔融浸渍和模压工艺相结合的工艺方法，将热塑性树脂及配料直接熔融后加入模具中一次成型，具体工艺包括：

1、配料：首先按上述配比将经过干燥的聚丙烯树脂600kg、玻璃纤维300kg、硅烷型偶联剂颗粒20kg、双马酰亚胺8kg、紫外线吸收剂1kg、抗氧化剂10kg、填料80kg按照一定比例混合后放入反应釜；

2、加温浸润：加热温度保持在215℃，是反应釜加热到树脂熔融温度，用搅拌器搅拌以降低树脂黏度，增加树脂的浸润性和流动性；

3、模压成型：经过一定时间浸润，当黏度<1Pa·s时将混合好的料液称重后加入模腔中，成型模具温度为90℃，合模加压使熔融的物料充满模具的模腔，迅速合模加压20MPa，排除多余的物料和气体，在压力下固结成制品；

4、脱模：40s后，以5mm/s的速度冷却60S后进行脱模，脱模压力小于成型压力的20％，脱模获得纤维增强热塑性复合材料坯件。