一種玻纖增強熱塑性片材及其制備方法和應用
【專利摘要】本發明公開了一種玻纖增強熱塑性片材及其制備方法和應用，該片材是由長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料模塑成型，所述片材中長玻璃纖維具有2～7mm模塑后纖維長度。本發明直接采用長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料生產片材，與普通的連續玻纖片材相比，通過控制長玻璃纖維的長度，在各個方向的力學性能差異不大，可單獨使用，性價比較高；本發明的片材經過單螺桿擠出機和擠出模頭后，玻纖長度仍能保持在2～7mm左右，與短玻纖增強熱塑性塑料粒料制備的片材相比，具有更好的力學性能，尤其是抗沖擊性能。
【專利說明】
一種玻纖增強熱塑性片材及其制備方法和應用
技術領域
[0001] 本發明涉及一種玻纖增強熱塑性片材，具體涉及一種采用長玻璃纖維增強熱塑性 塑料粒料模塑成型的片材及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 目前，塑料板材正在替代木質板材或金屬板材，被廣泛應用各個制造行業。為了有 效增強塑料板材的強度等物理機械性能，通常需要添加增強材料制備高強度、功能型塑料 片材。
[0003] 如201220635205. 3公開了一種連續玻纖增強熱塑性塑料板材，使片材具有良好 的機械性能，但連續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度，在垂 直于纖維方向強度很低，因此，為了減少各向異性，此專利是通過將多層層疊板復合才能達 到性能要求，性價比較低。
[0004] 隨著汽車工業的快速發展，以及人們對環保及節能意識的增強，使得人們將注意 力轉移到玻纖增強熱塑性粒料的研究和開發上。玻纖增強熱塑性粒料一般分為兩種，一 種為短玻纖增強熱塑性粒料（SFT-G)，一種是長玻纖增強熱塑性粒料（LFT-G)。SFT-G中增 強纖維長度較短，經注塑成型后纖維長度下降的非常厲害，粒料中部分增強纖維長度僅在 0.1mm左右，因此制品力學性能較低。與SFT-G相比，LFT-G中纖維長度較長，玻璃纖維在 最終制品中擁有更長的玻璃纖維長度，因此可大大提高了制品的機械性能。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種利用長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料獲得的片材，該 片材具有優異的力學性能。
[0006] 本發明的另一目的在于提供上述片材的制備方法。
[0007] 本發明通過如下方式實現： 一種玻纖增強熱塑性片材，該片材是由長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料模塑成型，所 述片材中長玻璃纖維具有2~7mm模塑后纖維長度，優選5~7mm。
[0008] 優選的，所述片材的厚度為0. 5_5mm，寬度為0. 5_5m。
[0009] 本發明所述的長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料可通過市購獲得。
[0010] 所述長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料，包括70wt%-30wt%熱塑性塑料基體和 30wt%-70wt%長玻璃纖維。
[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] 所述長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料中，長玻璃纖維的長度與粒料長度基本相 當，為 12-15_。
[0013] 本發明上述的玻纖增強熱塑性片材的制備方法，包括如下步驟： (a)、將長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料直接投入擠出機的喂料口，在擠出機的料筒中 經過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； (b) 、經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) 、片材經過定型輥后再進入冷卻裝置進行冷卻，然后經由牽引輥引出到收卷裝置完 成片材的制作。
[0014] 優選的，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] 本發明所述的片材具有優異的力學性能，可應用于蜂窩夾心板的面層。
[0016] 本發明與現有技術相比，具有如下有益效果： (1)本發明直接采用長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料生產片材，與普通的連續玻纖片 材相比，通過控制長玻璃纖維的長度，在各個方向的力學性能差異不大，可單獨使用，性價 比較高。
[0017] (2)本發明的片材經過單螺桿擠出機和擠出模頭后，玻纖長度仍能保持在2~7mm 左右，與短玻纖增強熱塑性塑料粒料制備的片材相比，具有更好的力學性能，尤其是抗沖擊 性能。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明片材的生產裝置結構示意圖。
[0019] 圖中：1、擠出機；2長玻璃纖維增強熱塑性塑料料粒；3、擠出摸頭；4、定型輥；5、 冷卻裝置；6、牽引裝置；7、收卷裝置。
【具體實施方式】
[0020] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例和對比例為本發明較佳 的實施方式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0021] 長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料：市售，其中，長玻璃纖維長度12_15mm，熱塑性 塑料基體為PP或PA。
[0022] 短玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料：市售，其中，短玻璃纖維長度l_2mm，熱塑性塑 料基體為PP或PA。
[0023] 連續玻纖：市售。
[0024] 實施例1-3和對比例1-2 按表1所示，將玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料直接投入擠出機的喂料口，在擠出機的 料筒中經過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； 熔體經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； 片材經過定型輥后再進入冷卻裝置進行冷卻，然后經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] 對比例3: 連續玻纖經過預浸模頭與PP熔體充分預浸后再經過壓涎機的加壓冷卻成為連續玻纖 片材。其性能結果如表1所示。
[0028] 表1實施例1-3和對比例1-3片材及性能測試結果(重量百分比）
由實施例和對比例的結果可以看出，采用長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料生產的片材 經過單螺桿擠出機和擠出模頭后，玻纖長度仍能保持在2~7_左右，而采用短玻璃纖維增 強熱塑性塑料粒料生產的片材經過單螺桿擠出機和擠出模頭后，玻纖長度僅在〇. 1-0. 2mm 左右，實施例的抗沖擊強度明顯優于對比例。實施例中模塑后玻纖長度越長其沖擊性能越 好，優選模塑后玻纖長度5~7mm。對比例3為連續玻纖片材，其在90°方向的性能很差， 一般不能單獨應用，需要輔設至少2層才能應用，因而不具備成本優勢。
[0029] 各性能指標的測試方法如下： 抗沖擊性能：IS0 179/leA ; 玻纖長度：將1~2顆粒料或片材小塊試樣放在兩個載玻片之間，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倍放大倍數以上的二次元中形成圖片再通 過刻度尺測量出95%的玻纖的最大尺寸和最小尺寸即得玻纖長度的范圍。
【主權項】
1. 一種玻纖增強熱塑性片材，其特征在于，該片材是由長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒 料模塑成型，所述片材中長玻璃纖維具有2~7mm模塑后纖維長度，優選5~7mm。2. 根據權利要求1所述的玻纖增強熱塑性片材，其特征在于，所述片材的厚度為 0. 5-5mm,寬度為 0· 5_5m。3. 根據權利要求1所述的玻纖增強熱塑性片材，其特征在于，所述長玻璃纖維增強熱 塑性塑料粒料，包括70wt%-30wt%熱塑性塑料基體和30wt%-70wt%長玻璃纖維。4. 根據權利要求3所述的玻纖增強熱塑性片材，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. 根據權利要求3所述的玻纖增強熱塑性片材，其特征在于，所述長玻璃纖維的長度 與粒料長度基本相當，為12_15mm。6. 根據權利要求1-5任一項所述的玻纖增強熱塑性片材的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟： (a) 、將長玻璃纖維增強熱塑性塑料粒料直接投入擠出機的喂料口，在擠出機的料筒中 經過加熱剪切后形成熔體，并擠入擠出模頭； (b) 、經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) 、片材經過定型輥后再進入冷卻裝置進行冷卻，然后經由牽引輥引出到收卷裝置完 成片 材的制作。7. 根據權利要求6所述的玻纖增強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. 根據權利要求1-5任一項所述的玻纖增強熱塑性片材在蜂窩夾心板中的應用。
【文檔編號】B29C47/92GK105837929SQ201510020128
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月15日
【發明人】黃險波, 陳大華, 鄧榮堅, 范欣愉, 蔣賢志, 楊純兒
【申請人】廣州金發碳纖維新材料發展有限公司