一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，包括以下制備步驟：(a)聚丙烯纖維的制備；(b)玻璃纖維的制備；(c)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合：使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為33～43％，控制混合環境溫度為20～30℃；(d)針刺成氈：將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。本制備方法工藝步驟簡單，且生產過程連續，生產效率高，設備簡單，技術便于掌握，丙綸玻纖熱塑性復合材料一方面具備較好的導熱性能，另一方面增強了導熱材料的機械性能，便于加工。
【專利說明】
一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]存在多種不同類型的復合材料，包括塑料復合材料。每種塑料樹脂都具有它自身的獨特性能，其在與不同的增強物結合時生成具有不同機械和物理性能的復合材料。塑料復合材料分為兩種主要種類:熱固性復合材料和熱塑性復合材料。
[0003]就熱固性復合材料來說，在施加熱和壓力之后，熱固性樹脂發生使材料的分子結構交聯的化學變化。一旦固化，熱固性部件不能被重塑。因為在熱固性塑料中發現的緊密交聯的結構，熱固性塑料比大多數熱塑性材料耐受更高的溫度并提供更高的尺寸穩定性。
[0004]與熱固性復合材料相比，熱塑性復合材料有優良的抗沖擊性能，易于成型加工、修補和復用，十分有利于環保，深受青睞。目前國內外達到生產規模的熱塑性復合材料還只限于短切纖維增強的復合材料和極少量玻璃纖維氈增強的復合材料。其原因是熱徐行復合材料較難成型，即熱塑性樹脂熔體粘度很高，很難均勻分布在增強纖維之中形成復合材料。熱塑性復合材料的基質組分是不交聯的，因此，沒有熱固性復合材料那樣受限，并且可被回收并重新成形以制造新部件。
[0005]用高強度、高模量纖維強化以形成熱塑性復合材料的熱塑性材料急劇增加了強度和硬度以及韌性和尺寸穩定性。熱塑性復合材料可通過加熱來熔融、再成形以及再成型(如有必要)，然后通過冷卻來固化。熱塑性材料可為非晶形或半結晶的，每種都有它自身的一組性能。用于熱塑性復合材料的常見基質組分包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)和尼龍。
[0006 ]纖維-基質界面的結構和性能在決定復合材料的機械和物理性能中起到主要作用。作用于基質上的應力被傳遞至橫跨界面的纖維上，因此纖維和基質需要相互作用以利用纖維的全部性能。這種相互作用的強度可以決定復合材料本身的性能。弱的相互作用產生堅韌的復合材料，因為能量可以通過諸如纖維拉拔的各種機制被吸收。纖維和基質之間強的相互作用可以產生脆性復合材料。
[0007]因此，希望提供具有理想物理性能的復合材料。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種工藝簡單、生產效率高且能夠制備出具有強度高、導熱性能好的丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法。
[0009]為了解決上述技術問題，采用如下技術方案:
[0010]—種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，包括以下制備步驟:
[0011](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為26-28%的抗氧化劑1010、10-12%的抗氧化劑MD-1024、22-23%的Omnistab 46、14-15%的抗氧化劑2246、24_26%的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間大于30min，得到黑色聚丙烯纖維。
[0012](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0013](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為33?43%，控制混合環境溫度為20?30 °C。
[0014](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0015]優選的，在步驟(a)中，控制氧化誘導時間大于60min，
[0016]優選的，在步驟(a)中，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為51?65mm。
[0017]進一步，在步驟(c)中，聚丙烯纖維和玻璃纖維混合的具體過程:第一步將聚丙烯纖維和玻璃纖維先經過預混合處理，第二步用多軸金屬針布預開松機粗開松，第三步將聚丙烯纖維和玻璃纖維進行旋風混合，第四步用多軸金屬針布精開松機精開松，第五步在精開松后的聚丙烯纖維和玻璃纖維中加入大倉混棉，第六步用梳理機進行開松處理，使玻璃纖維和聚丙烯纖維精確混合。
[0018]優選的，在步驟(c)中，控制混合環境濕度為35?41%。
[0019]優選的，在步驟(c)中，控制混合環境溫度為22?28°C。
[0020]由于采用上述技術方案，具有以下有益效果:
[0021]本發明為一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，本發明的原料聚丙烯纖維和玻璃纖維的采用較為廣泛，價格低廉，獲取容易，選取機動性較高。本制備方法工藝步驟簡單，且生產過程連續，生產效率高，設備簡單，技術便于掌握，另外，通過本制備方法出的丙綸玻纖熱塑性復合材料具備高強度、良好的耐沖擊性能、吸熱導熱性能等優點;本發明解決了導熱材料強度不足、不易加工生產，浪費資源、對環境造成污染、使用壽命短的問題，本發明的丙綸玻纖熱塑性復合材料一方面具備較好的導熱性能，另一方面增強了導熱材料的機械性能，便于加工。
[0022]本發明將控制混合環境濕度為35?41%，控制混合環境溫度為22?28°C，這樣可以最大程度地避免靜電對聚丙烯纖維和玻璃纖維混合的影響。
[0023]本發明采用多軸金屬針布預開松機開松，開松精度好、效果好，不會損傷纖維長度。
【具體實施方式】
[0024]—種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，包括以下制備步驟:
[0025](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為26-28%的抗氧化劑1010、10-12%的抗氧化劑MD-1024、22-23%的Omnistab 46、14-15%的抗氧化劑2246、24_26%的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間大于30min，優選控制氧化誘導時間大于60min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為51?65mm。
[0026](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0027](c)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為33?43%，優選控制混合環境濕度為35?41 %，控制混合環境溫度為20?30°C，優選控制混合環境溫度為22?28°C。聚丙烯纖維和玻璃纖維混合的具體過程:第一步將聚丙烯纖維和玻璃纖維先經過預混合處理，第二步用多軸金屬針布預開松機粗開松，第三步將聚丙烯纖維和玻璃纖維進行旋風混合，第四步用多軸金屬針布精開松機精開松，第五步在精開松后的聚丙烯纖維和玻璃纖維中加入大倉混棉，第六步用梳理機進行開松處理，使玻璃纖維和聚丙烯纖維精確混合。
[0028](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0029]Omnistab 46為歐洲知名聚合物添加劑品牌歐穩德的藍光吸收劑產品，該藍光吸收劑是針對紫外線中的UVA波段和可見光中藍光波段的高效吸收劑。
[0030]本發明為一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，本發明的原料聚丙烯纖維和玻璃纖維的采用較為廣泛，價格低廉，獲取容易，選取機動性較高。本制備方法工藝步驟簡單，且生產過程連續，生產效率高，設備簡單，技術便于掌握，另外，通過本制備方法出的丙綸玻纖熱塑性復合材料具備高強度、良好的耐沖擊性能、吸熱導熱性能等優點;本發明解決了導熱材料強度不足、不易加工生產，浪費資源、對環境造成污染、使用壽命短的問題，本發明的丙綸玻纖熱塑性復合材料一方面具備較好的導熱性能，另一方面增強了導熱材料的機械性能，便于加工。
[0031]本發明將控制混合環境濕度為35?41%，控制混合環境溫度為22?28°C，這樣可以最大程度地避免靜電對聚丙烯纖維和玻璃纖維混合的影響。
[0032]本發明采用多軸金屬針布預開松機開松，開松精度好、效果好，不會損傷纖維長度。
[0033]下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明:
[0034]實施例1
[0035](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為26%的抗氧化劑1010、12%的抗氧化劑MD-1024、
22 %的O m n i s t a b 4 6、15 %的抗氧化劑2 2 4 6、2 5 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為35min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為51mm。
[0036](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0037](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為33%，控制混合環境溫度為20 °C。
[0038](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0039]實施例2
[0040](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為27%的抗氧化劑1010、11%的抗氧化劑MD-1024、22.5%的Omni stab 46,14.5%的抗氧化劑2246、25 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為50min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為55mm。
[0041](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0042](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為43%，控制混合環境溫度為30 °C。
[0043](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0044]實施例3
[0045](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為28%的抗氧化劑1010、10%的抗氧化劑MD-1024、23 %的Omni stab 46、14 %的抗氧化劑2246、25 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為65min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為60mm。
[0046](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0047](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為35%，控制混合環境溫度為25 °C。
[0048](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0049]實施例4
[0050](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為27%的抗氧化劑1010、12%的抗氧化劑MD-1024、
22%的Omni stab 46、15 %的抗氧化劑2246、24 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為70min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為65mm。
[0051](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0052](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為38%，控制混合環境溫度為25 °C。
[0053](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0054]實施例5
[0055](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為28%的抗氧化劑1010、11%的抗氧化劑MD-1024、22.5%的Omni stab 46,14.5%的抗氧化劑2246、24 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為80min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為56mm。
[0056](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0057](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為40%，控制混合環境溫度為28 °C。
[0058](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0059]實施例6
[0060](a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為27%的抗氧化劑1010、10%的抗氧化劑MD-1024、
23%的Omni stab 46、14 %的抗氧化劑2246、26 %的碳酸鈣組成，控制氧化誘導時間為90min，得到黑色聚丙烯纖維，黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為53mm。
[0061](b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松。
[0062](C)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為36%，控制混合環境溫度為24°C。
[0063](d)針刺成氈:將精確混合后的聚丙烯纖維和璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。
[0064]以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特征并不局限于此。任何以本發明為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發明的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于包括以下制備步驟: (a)聚丙烯纖維的制備:以拉絲級聚丙烯全新粒料為配料，在配料中添加復配抗氧化劑，所述復配抗氧化劑由質量分數為26-28 %的抗氧化劑1010、10-12 %的抗氧化劑MD-1024、22-23%的Omnistab 46、14-15%的抗氧化劑2246、24_26%的碳酸鈣組成，得到黑色聚丙烯纖維，聚丙烯纖維的氧化誘導時間大于30min; (b)玻璃纖維的制備:先選取無堿玻璃纖維長絲，將所述無堿玻璃纖維長絲切斷為50mm的長度，最后用多軸金屬針布預開松機開松； (c)聚丙烯纖維和玻璃纖維的混合:使用纖維自稱重混合系統將聚丙烯纖維和玻璃纖維混合，控制混合環境濕度為33?43%，控制混合環境溫度為20?30 °C ; (d)針刺成氈:將精確混合后的所述聚丙烯纖維和所述璃纖維先用梳理機梳理，再經過夾持式鋪網機鋪網得到纖維網，接著用預刺和主刺設備針刺成氈，最后經剪切和收卷后得到丙綸玻纖熱塑性復合材料。2.根據權利要求1所述一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(a)中，控制氧化誘導時間大于60min。3.根據權利要求1所述一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(a)中，所述黑色聚丙烯纖維的纖維規格為6D，纖維長度為51?65_。4.根據權利要求1所述一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(c)中，所述聚丙烯纖維和玻璃纖維混合的具體過程:第一步將所述聚丙烯纖維和所述玻璃纖維先經過預混合處理，第二步用多軸金屬針布預開松機粗開松，第三步將所述聚丙烯纖維和所述玻璃纖維進行旋風混合，第四步用多軸金屬針布精開松機精開松，第五步在精開松后的所述聚丙烯纖維和所述玻璃纖維中加入大倉混棉，第六步用梳理機進行開松處理，使玻璃纖維和聚丙烯纖維精確混合。5.根據權利要求1所述一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(c)中，控制混合環境濕度為35?41 %。6.根據權利要求1所述一種丙綸玻纖熱塑性復合材料的制備方法，其特征在于:在所述步驟(c)中，控制混合環境溫度為22?28°C。
【文檔編號】D01F6/46GK105908362SQ201610255969
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】潘金石, 張式澤
【申請人】浙江恒澤環境科技有限公司