[发明专利]一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种煤矿专用箕斗所用的高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途。

背景技术

箕斗是提升煤炭的专用提升容器,是煤矿竖井的主要运输设备，主要用于煤炭的提升运输、各种工具的运输以及人员的运输。由于运输过程中，载重较大，因此对制备箕斗的材料的要求较高，目前箕斗的制备材料多采用金属材质，其中，钢铝合金结构轻型斜井提煤箕斗和钢塑结构轻型斜井提煤箕斗，大多是以钢结构为骨架，高强度铝合金或是高强度工程塑料为箱体板料，虽然高强度的工程塑料作为箱体板料可以降低箕斗自身的重量，但是其价格一般较高。如果能够使用通用的塑料来制备箕斗的箱体板料，将大幅降低材料的成本。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种高强度连续纤维增强热塑性板材及其制备方法和用途。本发明提供的高强度板材可以替代目前箕斗中的钢板，达到减轻箕斗自重，增加装载量，达到降低能耗的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种连续纤维增强热塑性板材，由包括以下重量份的组分制成：

连续纤维 45~50份，

热塑性树脂 50~55份，

抗氧剂 0.2~1份，

阻燃剂 10~20份，

抗静电剂 10~20份。

所述的连续纤维为无机连续纤维，选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上；优选为玻璃纤维和碳纤维按9：1的重量比组成。

所述的热塑性树脂选自聚烯烃或聚酰胺。

所述的聚烯烃为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

所述的聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212；

所述的抗氧剂选自四（β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸）季戊四醇酯、三（2.4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、N,N′-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺或硫代二丙酸双酯中的一种或一种以上。

所述的阻燃剂选自卤系阻燃剂或磷系阻燃剂中的一种或一种以上。

所述的卤系阻燃剂选自十溴二苯乙烷或氯乙烯中的一种或一种以上。

所述的磷系阻燃剂选自三（2，2-二溴甲基-3-溴丙基膦酸脂）、间苯二酚双膦酸脂（RDP）、双酚A二（二苯基）膦酸脂（BPAPP）或红磷中的一种或一种以上。

所述的抗静电剂为高分子型抗静电剂或导电母粒抗静电剂。

所述的高分子型抗静电剂选自环氧乙烷或环氧乙烷与其衍生物的共聚物或聚丙烯酰胺季铵盐，优选的所述环氧乙烷衍生物为一乙二醇胺、二乙二醇胺或三乙二醇胺。

所述的导电母粒抗静电剂为导电炭黑母粒。

所述的导电炭黑母粒为超导电炭黑和树脂经过共混挤出制成的母粒。其中超导电炭黑与树脂的重量比为（1~3）:1。

所述的导电炭黑母粒中的树脂选自聚烯烃或聚酰胺。

所述的聚烯烃为共聚聚丙烯或均聚聚丙烯。

所述的聚酰胺为聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010或聚酰胺1212。

一种上述的连续纤维增强热塑性板材的制备方法，包括以下步骤：

（1）按重量份秤取50~55份的热塑性树脂、0.2~1份抗氧剂、10~20份阻燃剂、10~20份抗静电剂，加入高速混合机中混合均匀；然后加入到挤出机中，通过交错的双挤出模头挤出淋膜，将45~50重量份的连续纤维平行排列成带状，导到双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与双挤出模头接触，在模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的连续纤维，导入辊压装置，辊压、冷却至30~50℃，卷取得到带状连续纤维预浸料；

（2）将步骤（1）中制得的带状连续纤维预浸料进行切割裁剪，根据预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；

（3）将铺放好的预浸料移入模具内，在模具内或材料表面，喷涂脱模剂或铺放脱模材料，然后放入热成型机内无压力合模进行预热，待预浸料软化后加压保温，然后开模；

（4）将物料移至冷压机中通水冷却，冷却时保持压力不变，待物料冷却后，开模取出板材。

所述的步骤（1）中连续纤维在浸渍前经过预处理，该预处理包括对连续纤维进行第一次张力调节和除静电处理，然后进行预加热，预加热后对其进行第二次张力调节；