本發(fā)明涉及一種成型方法，尤其涉及一種PP復(fù)合布與CFRT層壓結(jié)構(gòu)成型方法，它屬于材料成型領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

PP復(fù)合布與CFRT都是一種熱塑性復(fù)合材料的新原料，采用這些材料制造的熱塑性復(fù)合材料機(jī)械性能與部分熱固性復(fù)合材料相近，但這種材料具有的環(huán)保性以及可回收特性，使得這種材料也受到越來越多的人所關(guān)注，應(yīng)用也越來越廣；同時該材料還具有比傳統(tǒng)熱固性復(fù)合材料更低的密度，從而在降低制品重量，節(jié)省生產(chǎn)成本等方面表現(xiàn)優(yōu)異。尤其由于CFRT的纖維取向很直且連續(xù)的特性，使得使用它制得的產(chǎn)品性能更好。

公開日為2015年05月13日，公開號為104608395A的中國專利中，公開了一種名稱為“一種熱塑性支架的成型方法”的發(fā)明專利。該專利是采用玻纖與化纖混紡織物為原料，加熱使其中的化纖熔融后再模壓成型；該方案的缺點(diǎn)：由于玻纖與化纖混紡織物鋪層結(jié)構(gòu)與層數(shù)以及厚度的固定，使得制造的熱塑性支架性能難以提高，尤其是需要某一性能更高更好的時候，現(xiàn)有技術(shù)無法調(diào)整。

現(xiàn)有技術(shù)的另一種方案是將連續(xù)纖維置于浸漬復(fù)合設(shè)備中浸漬熱塑性樹脂，得到單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，其中，連續(xù)纖維的重量含量為15％-85％；將若干層單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶鋪層在平板熱壓機(jī)上，于樹脂熔融溫度下，一定時間熱壓成層壓道路增強(qiáng)板；該方案的缺點(diǎn)：若干層單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶，層數(shù)太多，在整體烘制和鋪層擺放等問題上操作麻煩不方便且難以烘透所有層的單向連續(xù)纖維增強(qiáng)預(yù)浸帶。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種設(shè)計(jì)合理，以玻纖與化纖混紡織物為原料，加熱使其中的化纖熔融后，再結(jié)合少部分的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料片材模壓成型，具有定向提高其彎曲、拉伸或壓縮性能的PP復(fù)合布與CFRT層壓結(jié)構(gòu)成型方法。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該P(yáng)P復(fù)合布與CFRT層壓結(jié)構(gòu)成型方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將PP復(fù)合布剪裁成相應(yīng)的形狀和大??；然后按照設(shè)計(jì)的鋪層結(jié)構(gòu)將幾層PP復(fù)合布上下疊放鋪設(shè)，完成后的PP復(fù)合布為平板狀；

（2）加熱熔融：首先將依照步驟（1）的要求剪裁、鋪放完畢的PP復(fù)合布，放入溫度為210-260℃的烘箱中加熱5-11分鐘，最終使加熱完成后的PP復(fù)合布溫度≥210℃；

（3）鋪放CFRT：提前準(zhǔn)備好兩層尺寸和PP復(fù)合布相同的CFRT，一個放置在下模模具上，另一個待PP復(fù)合布在烘箱里面烘制完成后放入模具中后鋪在PP復(fù)合布上面；

（4）模壓成型：把步驟（2）加熱后的PP復(fù)合布轉(zhuǎn)移到與模具中；模具對PP復(fù)合布和鋪放好了后的CFRT加熱并施加壓力，下模對PP復(fù)合布的加熱溫度為50-135℃，上模對PP復(fù)合布的加熱溫度為55-145℃，施加壓力的壓強(qiáng)為1-9Mpa，在模具內(nèi)具有一定流動性的熔融后的PP與玻纖充分浸潤，冷卻到一定溫度后開模將半成品取出；

（5）最后按照支架尺寸對步驟（4）制成的半成品進(jìn)行沖切成一段段的支架體，再在支架體上用螺絲固定夾板后制成支架。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（1）中的層數(shù)由所需重量、剛性和韌性結(jié)構(gòu)力學(xué)性能來定。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（1）中完成后的PP復(fù)合布的幅寬為422-585mm，長度為472-626mm。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（2）中，加熱溫度為 210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃和260℃中的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（2）中，加熱時間為5min、5.5min、6 min、6.5 min、7 min、7.5 min、8 min、8.5 min、9 min、9.5 min、10 min、10.5min和11min中的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（3）中鋪放后的結(jié)構(gòu)中間三層為PP復(fù)合布，上下兩層為CFRT。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（4）中, 下模對PP復(fù)合布的加熱溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃和135℃中的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（4）中, 上模對PP復(fù)合布的加熱溫度為55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃和145℃中的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（4）中, 施加壓力的壓強(qiáng)為1MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa、6 MPa、7 MPa、8 MPa和9 MPa中的一種。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在步驟（4）中冷卻溫度低于120℃后開模。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：1、由于CFRT的纖維取向很直且連續(xù)的特性，使得平行于纖維方向的拉伸性能增強(qiáng)、垂直于纖維方向的彎曲壓縮性能增強(qiáng)；2、兩種材料都是采用PP樹脂，相容性好；而且CFRT片材僅有0.2-0.25mm，特別薄不需要單獨(dú)加熱，與從烘箱取出的PP復(fù)合布直接結(jié)合模壓即可；3、通過優(yōu)化的結(jié)合CFRT的結(jié)構(gòu)方式在不影響其重量、厚度的情況下，提高了熱塑性支架以及其他由PP復(fù)合布模壓制得的產(chǎn)品的性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例步驟一制成后PP復(fù)合布為平板狀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例步驟3鋪放CFRT后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例步驟3鋪放CFRT中上模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例步驟3鋪放CFRT中上模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例步驟4模壓成型后半成品的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例步驟4模壓成型后半成品在模具中側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例步驟5中沖切成的支架體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例步驟5中在支架體上用螺絲固定夾板后制成支架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明實(shí)施例支架的彎曲和壓縮性能表現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例。

參見圖1至圖9，本實(shí)施例PP復(fù)合布與CFRT層壓結(jié)構(gòu)成型方法，包括以下步驟：

（1）將PP復(fù)合布剪裁成相應(yīng)的形狀和大??；然后按照設(shè)計(jì)的鋪層結(jié)構(gòu)將幾層PP復(fù)合布上下疊放鋪設(shè)，層數(shù)由所需重量、剛性和韌性結(jié)構(gòu)力學(xué)性能來定，完成后的PP復(fù)合布為平板狀；其幅寬為422-585mm，長度為472-626mm。

（2）加熱熔融：首先將依照步驟（1）的要求剪裁、鋪放完畢的PP復(fù)合布，放入溫度為210-260℃的烘箱中加熱5-11分鐘，使PP復(fù)合布內(nèi)部的PP發(fā)生熔融現(xiàn)象，最終使加熱完成后的PP復(fù)合布溫度≥210℃；加熱時間為5-11分鐘是試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，主要是由于鋪設(shè)完成后的PP復(fù)合布具有一定的面積和厚度，因此需要適當(dāng)?shù)募訜釙r間使全部材料熔融并達(dá)到出口溫度≥210℃的要求。

本實(shí)施例中，加熱溫度為 210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃和260℃中的一種。

本實(shí)施例中，加熱時間為5min、5.5min、6 min、6.5 min、7 min、7.5 min、8 min、8.5 min、9 min、9.5 min、10 min、10.5min和11min中的一種。

（3）鋪放CFRT：提前準(zhǔn)備好兩層尺寸和PP復(fù)合布相同的CFRT，一個放置在下模模具上，另一個待PP復(fù)合布在烘箱里面烘制完成后放入模具中后鋪在PP復(fù)合布上面；如圖2所示，中間三層為PP復(fù)合布，上下兩層為CFRT。

（4）模壓成型：把步驟（2）加熱后的PP復(fù)合布轉(zhuǎn)移到與模具中；模具對PP復(fù)合布和鋪放好了后的CFRT加熱并施加壓力，下模對PP復(fù)合布的加熱溫度為50-135℃，上模對PP復(fù)合布的加熱溫度為55-145℃，施加壓力的壓強(qiáng)為1-9MPa。在模具內(nèi)具有一定流動性的熔融后的PP與玻纖充分浸潤，冷卻到低于120℃后開模將半成品取出；溫度過低無所謂，溫度過高容易出現(xiàn)制品未完全固化而出現(xiàn)制品偏軟的情況，從而影響脫模以及最終制品的形狀；取出后的半成品如圖，兩個斜面垂直，與底面夾角都為135度，正面如圖5所示，在模具中側(cè)面觀察如圖6所示。

本實(shí)施例中，下模對PP復(fù)合布的加熱溫度為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃和135℃中的一種。

本實(shí)施例中，上模對PP復(fù)合布的加熱溫度為55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃和145℃中的一種。

本實(shí)施例中，施加壓力的壓強(qiáng)為1MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa、6 MPa、7 MPa、8 MPa和9 MPa中的一種。

（5）最后按照支架尺寸對步驟（4）制成的半成品進(jìn)行沖切成一段段的支架體，如圖7所示，再在支架體上用螺絲固定夾板后制成支架，如圖8所示。

本實(shí)施例由于PP復(fù)合布上下表面加了一層CFRT，CFRT在其纖維方向的拉伸性能尤其顯著，使得整個支架的彎曲和壓縮性能得以提高，表現(xiàn)如圖9所示，當(dāng)其受壓縮力時，上表面的CFRT受壓縮力，下表面的CFRT受拉伸力，CFRT在其沿著纖維的方向拉伸和壓縮性能的優(yōu)異性就表現(xiàn)出來了，使得整個支架的需求性能提升。

本實(shí)施例通過對PP復(fù)合布與CFRT片材的結(jié)合，提供一種具有定向提高其彎曲、拉伸或壓縮性能的材料結(jié)構(gòu)方式；該材料可以隨著不同產(chǎn)品外形要求改變模具來模壓生產(chǎn)，還可以根據(jù)性能要求來改變PP復(fù)合布與連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料片材的結(jié)合方式來實(shí)現(xiàn)需求性能的提升，從而滿足熱塑產(chǎn)品的生產(chǎn)以及使用要求。

本實(shí)施例中兩種材料都是采用PP樹脂，相容性好；結(jié)合方式在后續(xù)烘制、模壓等工藝操作中方便高效操作；結(jié)合的CFRT非常薄，可以在不影響溫度、壓力等工藝參數(shù)以及材料厚度的情況下定向提高其彎曲、拉伸或壓縮性能。

本實(shí)施例中的PP復(fù)合布：玻纖與化纖混紡纖維及其織物；CFRT：連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料。

通過上述闡述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員已能實(shí)施。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。