一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材及其制備方法和應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材及其制備方法和應(yīng)用，該片材是由長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料模塑成型，所述片材中長(zhǎng)玻璃纖維具有2～7mm模塑后纖維長(zhǎng)度。本發(fā)明直接采用長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料生產(chǎn)片材，與普通的連續(xù)玻纖片材相比，通過控制長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度，在各個(gè)方向的力學(xué)性能差異不大，可單獨(dú)使用，性價(jià)比較高；本發(fā)明的片材經(jīng)過單螺桿擠出機(jī)和擠出模頭后，玻纖長(zhǎng)度仍能保持在2～7mm左右，與短玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料粒料制備的片材相比，具有更好的力學(xué)性能，尤其是抗沖擊性能。
【專利說明】
一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，具體涉及一種采用長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性 塑料粒料模塑成型的片材及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，塑料板材正在替代木質(zhì)板材或金屬板材，被廣泛應(yīng)用各個(gè)制造行業(yè)。為了有 效增強(qiáng)塑料板材的強(qiáng)度等物理機(jī)械性能，通常需要添加增強(qiáng)材料制備高強(qiáng)度、功能型塑料 片材。
[0003] 如201220635205. 3公開了一種連續(xù)玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料板材，使片材具有良好 的機(jī)械性能，但連續(xù)玻纖片材具有明顯的單向性，只有在纖維方向才具備很高的強(qiáng)度，在垂 直于纖維方向強(qiáng)度很低，因此，為了減少各向異性，此專利是通過將多層層疊板復(fù)合才能達(dá) 到性能要求，性價(jià)比較低。
[0004] 隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)保及節(jié)能意識(shí)的增強(qiáng)，使得人們將注意 力轉(zhuǎn)移到玻纖增強(qiáng)熱塑性粒料的研究和開發(fā)上。玻纖增強(qiáng)熱塑性粒料一般分為兩種，一 種為短玻纖增強(qiáng)熱塑性粒料（SFT-G)，一種是長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性粒料（LFT-G)。SFT-G中增 強(qiáng)纖維長(zhǎng)度較短，經(jīng)注塑成型后纖維長(zhǎng)度下降的非常厲害，粒料中部分增強(qiáng)纖維長(zhǎng)度僅在 0.1mm左右，因此制品力學(xué)性能較低。與SFT-G相比，LFT-G中纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，玻璃纖維在 最終制品中擁有更長(zhǎng)的玻璃纖維長(zhǎng)度，因此可大大提高了制品的機(jī)械性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料獲得的片材，該 片材具有優(yōu)異的力學(xué)性能。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述片材的制備方法。
[0007] 本發(fā)明通過如下方式實(shí)現(xiàn)： 一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，該片材是由長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料模塑成型，所 述片材中長(zhǎng)玻璃纖維具有2~7mm模塑后纖維長(zhǎng)度，優(yōu)選5~7mm。
[0008] 優(yōu)選的，所述片材的厚度為0. 5_5mm，寬度為0. 5_5m。
[0009] 本發(fā)明所述的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料可通過市購獲得。
[0010] 所述長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料，包括70wt%-30wt%熱塑性塑料基體和 30wt%-70wt%長(zhǎng)玻璃纖維。
[0011] 所述熱塑性塑料基體為聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯PET或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS等中的一種或幾種的混合。
[0012] 所述長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料中，長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度與粒料長(zhǎng)度基本相 當(dāng)，為 12-15_。
[0013] 本發(fā)明上述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材的制備方法，包括如下步驟： (a)、將長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料直接投入擠出機(jī)的喂料口，在擠出機(jī)的料筒中 經(jīng)過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； (b) 、經(jīng)過擠出模頭擠出成型為片材，再將片材送入加熱的定型輥，定型輥控制片材的 厚度； (c) 、片材經(jīng)過定型輥后再進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)由牽引輥引出到收卷裝置完 成片材的制作。
[0014] 優(yōu)選的，擠出溫度160°C -350°C，模頭溫度為160°C - 350°C，牽引速度為5-20m/ min〇
[0015] 本發(fā)明所述的片材具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可應(yīng)用于蜂窩夾心板的面層。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果： (1)本發(fā)明直接采用長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料生產(chǎn)片材，與普通的連續(xù)玻纖片 材相比，通過控制長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度，在各個(gè)方向的力學(xué)性能差異不大，可單獨(dú)使用，性價(jià) 比較高。
[0017] (2)本發(fā)明的片材經(jīng)過單螺桿擠出機(jī)和擠出模頭后，玻纖長(zhǎng)度仍能保持在2~7mm 左右，與短玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料粒料制備的片材相比，具有更好的力學(xué)性能，尤其是抗沖擊 性能。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明片材的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖中：1、擠出機(jī)；2長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料料粒；3、擠出摸頭；4、定型輥；5、 冷卻裝置；6、牽引裝置；7、收卷裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例和對(duì)比例為本發(fā)明較佳 的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0021] 長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料：市售，其中，長(zhǎng)玻璃纖維長(zhǎng)度12_15mm，熱塑性 塑料基體為PP或PA。
[0022] 短玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料：市售，其中，短玻璃纖維長(zhǎng)度l_2mm，熱塑性塑 料基體為PP或PA。
[0023] 連續(xù)玻纖：市售。
[0024] 實(shí)施例1-3和對(duì)比例1-2 按表1所示，將玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料直接投入擠出機(jī)的喂料口，在擠出機(jī)的 料筒中經(jīng)過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； 熔體經(jīng)過擠出模頭擠出成型為片材，再將片材送入加熱的定型輥，定型輥控制片材的 厚度； 片材經(jīng)過定型輥后再進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)由牽引輥引出到收卷裝置完成片 材的制作。
[0025] 其中，PP基材的工藝：擠出溫度250°C，模頭溫度260°C，牽引速度10m/min。
[0026] PA基材的工藝：擠出溫度280°C，模頭溫度290°C，牽引速度6m/min。
[0027] 對(duì)比例3: 連續(xù)玻纖經(jīng)過預(yù)浸模頭與PP熔體充分預(yù)浸后再經(jīng)過壓涎機(jī)的加壓冷卻成為連續(xù)玻纖 片材。其性能結(jié)果如表1所示。
[0028] 表1實(shí)施例1-3和對(duì)比例1-3片材及性能測(cè)試結(jié)果(重量百分比）
由實(shí)施例和對(duì)比例的結(jié)果可以看出，采用長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料生產(chǎn)的片材 經(jīng)過單螺桿擠出機(jī)和擠出模頭后，玻纖長(zhǎng)度仍能保持在2~7_左右，而采用短玻璃纖維增 強(qiáng)熱塑性塑料粒料生產(chǎn)的片材經(jīng)過單螺桿擠出機(jī)和擠出模頭后，玻纖長(zhǎng)度僅在〇. 1-0. 2mm 左右，實(shí)施例的抗沖擊強(qiáng)度明顯優(yōu)于對(duì)比例。實(shí)施例中模塑后玻纖長(zhǎng)度越長(zhǎng)其沖擊性能越 好，優(yōu)選模塑后玻纖長(zhǎng)度5~7mm。對(duì)比例3為連續(xù)玻纖片材，其在90°方向的性能很差， 一般不能單獨(dú)應(yīng)用，需要輔設(shè)至少2層才能應(yīng)用，因而不具備成本優(yōu)勢(shì)。
[0029] 各性能指標(biāo)的測(cè)試方法如下： 抗沖擊性能：IS0 179/leA ; 玻纖長(zhǎng)度：將1~2顆粒料或片材小塊試樣放在兩個(gè)載玻片之間，通過酒精燈加熱使其 熔融后均勻施力，壓成薄片，冷卻后放入具備50倍放大倍數(shù)以上的二次元中形成圖片再通 過刻度尺測(cè)量出95%的玻纖的最大尺寸和最小尺寸即得玻纖長(zhǎng)度的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，其特征在于，該片材是由長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒 料模塑成型，所述片材中長(zhǎng)玻璃纖維具有2~7mm模塑后纖維長(zhǎng)度，優(yōu)選5~7mm。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，其特征在于，所述片材的厚度為 0. 5-5mm,寬度為 0· 5_5m。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，其特征在于，所述長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱 塑性塑料粒料，包括70wt%-30wt%熱塑性塑料基體和30wt%-70wt%長(zhǎng)玻璃纖維。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，其特征在于，所述熱塑性塑料基體為 PP、PE、PA、PC、PET或ABS中的一種或幾種的混合。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材，其特征在于，所述長(zhǎng)玻璃纖維的長(zhǎng)度 與粒料長(zhǎng)度基本相當(dāng)，為12_15mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟： (a) 、將長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料粒料直接投入擠出機(jī)的喂料口，在擠出機(jī)的料筒中 經(jīng)過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； (b) 、經(jīng)過擠出模頭擠出成型為片材，再將片材送入加熱的定型輥，定型輥控制片材的 厚度； (c) 、片材經(jīng)過定型輥后再進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)由牽引輥引出到收卷裝置完 成片 材的制作。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材的制備方法，其特征在于，所述擠出溫 度為160°C _350°C，模頭溫度為160°C - 350°C，牽引速度為5-20m/min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的玻纖增強(qiáng)熱塑性片材在蜂窩夾心板中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】B29C47/92GK105837929SQ201510020128
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年1月15日
【發(fā)明人】黃險(xiǎn)波, 陳大華, 鄧榮堅(jiān), 范欣愉, 蔣賢志, 楊純兒
【申請(qǐng)人】廣州金發(fā)碳纖維新材料發(fā)展有限公司