[发明专利]纤维增强聚合物复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料及其制备方法，尤其涉及纤维增强聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

拉挤工艺和连续板生产工艺是广泛应用的复合材料连续生产工艺。拉挤工艺使用沿着模腔中心轴线交替运动的夹持台或者连续运动的履带将被基体树脂浸渍并且在模腔中因基体树脂的固化或者硬化而与基体树脂结合为一体的连续的增强纤维连续不断地牵引出模腔而生产纤维增强复合材料产品。

连续板工艺是在两层不断向前运动的薄膜之间用树脂或者树脂糊将增强纤维浸渍透，并在一定的温度下使树脂或者树脂糊固化或者硬化而与基体树脂结合在一起成为连续的板材或者片材的工艺。

上述复合材料中常用的增强纤维是玻璃纤维、碳纤维、Kevlar纤维、玄武岩纤维、天然织物纤维等，其中玻璃纤维最为常用。上述复合材料尤其是拉挤复合材料具有纤维含量高、机械性能好和生产自动化程度高等优点，同时也具有横向强度弱和因为磨损和老化造成的增强纤维曝露于复合材料表面等弱点。

为了克服以上弱点，工业界广泛使用的方法是采用纤维毡来增强横向性能和采用聚合物纤维表面毡来保护增强纤维防止纤维曝露于复合材料表面。这里纤维毡是指采用缝、针刺、无纺粘接的的方法将连续或者短切的纤维均匀分布并且结合在一起制成的毡状片材或者卷材。这里的聚合物纤维表面毡是指用制浆沉降的方法将聚合物纤维短丝粘接制成的薄 片。工业界最常用的聚合物纤维是聚酯纤维和尼龙纤维，最常用的克重小于80g/m²。

在实际应用中，纤维毡的缺点是抗拉强度不足、容易被拉断，厚度不均匀，切割后容易产生纤维毛羽堆积和预成型弯折困难。聚酯和尼龙纤维表面毡的缺点是成本高、生产效率低、纤维不连续造成老化后聚酯纤维曝露、飞散；抗老化效果有限等。本领域中一直需要增强纤维曝露减少甚至得以避免的复合材料以及合适的制造方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种增强纤维曝露减少的复合材料。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案得以解决。

本发明的第一方面提供纤维增强聚合物复合材料，其特征在于：

a.所述纤维增强聚合物复合材料包含呈连续相的聚合物树脂基体和分散于所述聚合物树脂基体中的化学纤维织物和增强纤维，所述化学纤维织物包覆所述增强纤维以避免增强纤维暴露于所述复合材料的外表；

b.所述化学纤维织物由连续的化学纤维制成且其克重在10～1800克/m²之间，优选在10～1200克/m²之间，最优选在10～100克/m²之间；和

c.所述纤维增强聚合物复合材料由拉挤工艺或连续层压板工艺制备。

本发明的第二方面提供制备上述纤维增强聚合物复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

i)用化学纤维织物包覆增强纤维；

ii)用液态聚合物树脂浸渍所述化学纤维织物和增强纤维；

iii)使所述树脂固化或者硬化从而使所述树脂和所述化学纤维织物和增强纤维结合成为一体得到所述复合材料；和

iv)采用拉挤工艺或连续层压板工艺使所述复合材料连续成型。

本发明的第三方面提供由上述纤维增强聚合物复合材料制备的制品。

本发明纤维增强聚合物复合材料的增强纤维曝露减少或甚至得以避免，可用于制备电缆桥架、门窗幕墙框等。

本发明制备纤维增强聚合物复合材料的方法，有效地提高了复合材料的性能，同时也降低了表面处理成本，提高了生产效率。

附图说明

图1所示为制备本发明纤维增强聚合物复合材料的制备流程示例，其中：

1代表玻璃纤维纱；2代表玻璃纤维缝编毡；3代表注胶盒入口板；4代表注胶盒；5代表注胶盒出口板；6代表模具；7代表平板；8代表夹持台牵引装置；9代表平板；10代表夹持台牵引装置。

具体实施方式

本申请提供以下实施方案：

实施方案1、纤维增强聚合物复合材料，其特征在于：

a.所述纤维增强聚合物复合材料包含呈连续相的聚合物树脂基体和分散于所述聚合物树脂基体中的化学纤维织物和增强纤维，所述化学纤维织物包覆所述增强纤维以避免增强纤维暴露于所述复合材料的外表；

b.所述化学纤维织物由连续的化学纤维制成且其克重在10～1800克/m²之间，优选在10～1200克/m²之间，最优选在10～100克/m²之间；和