[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

摘要

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。该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。采用本发明制备的连续纤维增强热塑性板材具有使用寿命高于钢质,耐磨性是炭钢及不锈钢的3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料；抗冲击性强度高，冲击强度大于450KJ/cm2、综合机械性能好，耐酸、碱、盐腐蚀、抗老化，耐低温，重量轻，比重是钢材的1/8，是替代全钢箕斗侧、底板的理想材料。

主权项

一种连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：包括以下重量份的组分：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，选自玻璃纤维和碳纤维；其中，玻璃纤维和碳纤维按9：1的重量比组成；所述的抗静电剂选自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与环氧乙烷衍生物的共聚物或聚丙烯酰胺季铵盐；所述环氧乙烷衍生物选自一乙二醇胺、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）按重量份称取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，导到交错的双挤出模头处，带状连续纤维的两侧分别与交错的双挤出模头接触，在上述模头处与挤出的熔融树脂进行浸渍，将浸渍后的带状连续纤维，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，根据上述预浸料中纤维的方向按照0°/±45°/90°进行铺放；（3）将铺放好的带状连续纤维预浸料移入模具内，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；所述张力调节为连续纤维经过一个牵引辊后，通过机械辊进行辊压，连续纤维通过机械辊的包覆角度为45‑60°，进行张力调节；所述的除静电处理具体为使用除静电刷，在连续纤维表面刷过，除去连续纤维所带的静电；所述的预加热的温度为200‑240℃，预加热时间为3‑5s。