[发明专利]多孔性纤维增强复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔性纤维增强复合材料及其制备方法。

背景技术

以往的热塑性复合原材料包含呈现高的刚性的玻璃纤维或碳纤维等的增强纤维和基体所组成的热塑性树脂。这种热塑性复合原材料与一般热塑性树脂材料相比呈现高的机械物性，因而广泛用作汽车及建筑用原材料。以往的热塑性复合原材料的制备方式主要为在热塑性树脂混合增强纤维之后，通过挤压或模压工序进行成型的方式，最近为了提高强度和生产率，适用干式针刺工序或湿式造纸工序来优先制备包含增强纤维的毡形态的原材料，之后通过将树脂浸渍于毡的方式制备复合材料。

增强纤维和热塑性树脂的复合原材料与热塑性树脂相比，增强纤维起到加固材料的作用，因而呈现优秀的机械强度。作为提高增强纤维复合原材料的强度的方法，首先适用提高增强纤维本身的刚性或增加增强纤维的比率的方法，并适用提高增强纤维和热塑性树脂之间的结合力的技术。但是，当导入通过湿式或干式工序制备增强纤维毡的工序时，在通过增强纤维的改性来提高强度方面受限制，因而需要并不是现有的粉末或短纤维类型的、优化于制备工序的热塑性树脂的改性。并且，在通常的热塑性树脂的情况下，具有化学疏水性或比重轻于水，因而在形成毡的过程中，分散性显著降低，因而难以将纤维状的热塑性树脂适用于湿式造纸工序。并且，热塑性树脂起到成型之后，以全部熔融的方式形成基体，并捆绑增强纤维的作用，因而不对强度的提高产生大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的一实例提供可实现机械强度及轻量化的多孔性纤维增强复合材料。

本发明的另一实例提供制备上述多孔性纤维增强复合材料的方法。

技术方案

在本发明的一实例中，提供多孔性纤维增强复合材料，上述多孔性纤维增强复合材料包含第一纤维状粒子、第二纤维状粒子以及用于粘结上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子的粘结材料，上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子由上述粘结材料进行粘结，来形成包含气孔的不规则的网格结构，上述第一纤维状粒子为无机纤维或有机纤维，上述第二纤维状粒子包含第一热塑性树脂，上述粘结材料包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。

可由上述粘结材料分别涂敷上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子的一部分或全部，来在上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子的各个粒子表面形成涂敷部，上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子可由形成于各个粒子表面的涂敷部以相互熔敷的方式进行粘结。

上述多孔性纤维增强复合材料可呈薄片形状，上述薄片内的厚度偏差可以为2mm以下。

上述第一热塑性树脂的比重可大于1。

在本发明的另一实例中，提供多孔性纤维增强复合材料的制备方法，上述多孔性纤维增强复合材料的制备方法包括：在酸性水溶液中分散增强纤维及双组分聚合物纤维，来制备浆料溶液的步骤；通过湿式造纸工序用上述浆料溶液形成网的步骤；以及对所形成的上述网进行热处理及干燥的步骤，上述增强纤维为无机纤维或有机纤维，上述双组分聚合物纤维包括芯(core)部和鞘(sheath)部，上述芯部包含第一热塑性树脂，上述鞘部包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。

在上述对所形成的上述网进行热处理及干燥的步骤中，上述鞘部的第二热塑料性树脂可进行熔融来以热熔敷的方式使上述增强纤维和上述双组分聚合物纤维相粘结，从而形成包含气孔的不规则的网格结构。

有益效果

上述多孔性纤维增强复合材料既实现如拉伸、弯曲及冲击强度之类的高的机械强度，又具有低的密度、优秀的绝缘性能及成型性。

附图说明

图1为本发明一实例的多孔性纤维增强复合材料的简要示意图。

图2示出了通过上述多孔性纤维增强复合材料的制备方法对增强纤维和双组分聚合物施加热和压力，来制备本发明再一实例的多孔性纤维增强复合材料的情况。

图3为示意性地表示根据本发明另一实例所说明的多孔性纤维增强复合材料的制备方法的图。

图4为实施例1及比较例1的预成型板内部的扫描电子显微镜(SEM)照片。

图5为在实施例1及实施例2的预成型板的切割面中放大玻璃纤维的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片。

具体实施方式