专利名称:一种缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法
技术领域：
本发明所涉及的技术领域：
是复合材料，尤其是热塑性复合材料的成型工艺，具体说是一种缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法。
背景技术：
目前已有的技术一是GMT片材工艺，共有两种生产方法，都比较成熟。一种是干法工艺，它是将玻璃纤维针刺毡与聚丙烯片或熔融聚丙烯相间叠合成三明治状，经专用的双钢带压机加热加压、冷却加压制成片材；另一种方法是湿法，也称抄纸法，它是将玻璃纤维短切纱与聚丙烯粉末混合打浆，通过沉降、抽吸去泡沫、水分进入烘干炉烘干，再经双钢带压机加热加压、冷却加压定型为片材。干法的缺点是熔融聚丙烯粘度大，难于完全浸渍玻璃纤维，从而使基体塑料与增强纤维的接触面积少，界面结合强度差，片材内孔隙率高，这就使得片材的力学强度打折扣；而湿法成型时引入絮凝剂等助剂很难除去，影响了片材的性能，片材的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、热变形温度等都不高。这两种方法不但生产的产品有浸渍不完全或纤维短等这样或那样的缺陷，而且作业线长，设备庞大，操作困难，技术复杂，片材制作成本较高，所需投资额也相当大，制约了它的推广应用。GMT工艺制得的片材，其增强纤维含量一般最高达到40％(重量百分比)左右，再想提高就很难了。
专利WO2005039871提出了一种新的针刺毡的成型方法。它是在制得的玻璃纤维连续毡层上，再铺一层基体纤维，这样按需要多层复合后再进行针刺，然后可压成片材。这种方法提高了基体塑料和增强纤维的混合效果，但在材料整体上，层和层间还是有严重的不均匀现象。而且此法需要先生产玻璃纤维连续毡，多了一道生产工序。
发明内容本发明要解决的就是上述现有技术存在的问题，为人们提供一种缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法。
本发明采用如下技术方案使用缝编法将基体纤维和增强纤维制成毡(缝编毡)，作为纤维增强热塑性塑料预混体，该预混体可直接用于纤维增强热塑性塑料制品的热压成型，该方法包括如下步骤A.将基体纤维和增强纤维按95～20∶5～80的重量比均匀放置于纱架上，然后一起引入至短切机；B.短切后的混合纤维均匀着落在成型网带上，形成毡坯；C.将毡坯喂入缝编机头进行缝编，即制得成品缝编毡。
从材料性能的角度出发，增强纤维的熔点应高于所用的基体纤维10℃以上；基体纤维和增强纤维优选的重量比是60～40∶40～60，当需要材料有良好的外观时，可以选择基体纤维高的比例。
本发明所采用的基体纤维是聚丙烯纤维，增强纤维是玻璃纤维。
本发明所述基体纤维其单丝直径在6微米至1毫米之间，优选范围是10微米至0.1毫米之间；增强纤维单丝直径在4微米至0.1毫米之间，优选范围是8微米至25微米之间。
本发明步骤A中将基体纤维和增强纤维均匀放置于纱架上可采用如下的方法之一A、在基体纤维和增强纤维生产场地离缝编毡预混体生产场地近，便于运输的情况下，可将较细纱支的基体纤维和增强纤维(俗称原丝筒)按所需比例分别交替、均匀地放于纱架上，这样可以保证基体纤维和增强纤维充分混合均匀；B、在纤维生产场地离缝编毡生产场地远，运输不方便时，可将基体纤维和增强纤维按所需比例先络成纱支较粗的纱团，然后再运至缝编毡生产现场。这也就是行业内熟知的混纤纱的方法；C、也可使用基体纤维、增强纤维在拉丝阶段就均匀混合的复合纱。
本发明推荐使用的方法是方法A。该方法可以按需要方便地调整纤维品种和比例，省去了络纱工序，经济、灵活，纤维少受了磨擦、损伤。
本发明采用成熟的缝编方法制得含有增强纤维和基体纤维的缝编毡。专业人员都知道，缝编毡没有针刺毡篷松，便于产品的运输，使用时可直接根据产品要求，裁成所需尺寸使用通常的片材热压工艺，进行热压成型，制得增强纤维含量高的复合材料，其力学性能和拉伸强度高。而且多余的边角料也可以重复使用，材料的浪费率几乎为零。生产中的运输、加工成本也得到降低。
本发明所涉及的铺毡、缝编技术是行业内成熟的技术。市场上可以买到配套的缝编毡生产设备。
图1是缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的流程图示意图。
1为纱架、2为纤维(包括基体纤维和增强纤维)、3为张力辊、4为短切机、5为毡坯输送带、6为缝编机构、7为缝编线张力辊、8为缝编线(可选用聚丙烯纤维制得的线)、9为缝编毡、10为收卷托辊、11为毡卷。
具体实施方式1、将聚丙烯纤维和玻璃纤维按表1所述的重量比(表1中只列出了玻璃纤维的重量比，余量即为聚丙烯纤维)分别交替、均匀地放于纱架上，均匀放置于纱架1上，经张力辊后一起引入至短切机；2.短切后的混合纤维均匀着落在毡坯输送带上，形成毡坯；C.将毡坯喂入缝编机构6进行缝编，即制得成品缝编毡，收卷成毡卷11。
为了便于考察、比较这种预混体的性能，我们将它做成片材，进行力学性能检测，所有涉及到的工艺、数据详述于下将制得的缝编毡直接放入热平板模中热压，模温190℃，压力4kg/cm2，时间6分钟。冷压压力3kg/cm2，冷压时间5分钟，冷却方式，水冷。
片材各项检测数据见下表调节不同的玻纤含量，我们将制得的片材进行了拉伸强度检测，所得数据表一表一
在玻璃纤维含量达到60％时，片材的拉伸强度有最大值。
权利要求
1.一种缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，使用缝编法将基体纤维和增强纤维制成毡，作为纤维增强热塑性塑料预混体，其特征在于包括如下步骤A.将基体纤维和增强纤维按95～20∶5～80的重量比均匀放置于纱架上，然后一起引入至短切机；B.短切后的混合纤维均匀着落在成型网带上，形成毡坯；C.将毡坯喂入缝编机头进行缝编，即制得成品缝编毡。
2.如权利要求
1所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于基体纤维和增强纤维的优选重量比为60～40∶40～60。
3.如权利要求
1所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于增强纤维的熔点高于所用的基体纤维10℃以上。
4.如权利要求
1所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于所述的基体纤维和增强纤维均匀放置于纱架上的方法可采用如下之一A、在基体纤维和增强纤维生产场地离缝编毡预混体生产场地近，便于运输的情况下，可将较细纱支的基体纤维和增强纤维按所需比例分别交替、均匀地放于纱架上，这样可以保证基体纤维和增强纤维充分混合均匀；B、在纤维生产场地离缝编毡预混体生产场地远，运输不方便时，可将基体纤维和增强纤维按所需比例先络成纱支较粗的纱团，然后再运至针刺毡生产现场；C、使用基体纤维、增强纤维在拉丝阶段就均匀混合的复合纱。
5.如权利要求
1至4任意一项所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于A、所述基体纤维为聚丙烯纤维；B、所述增强纤维选为玻璃纤维。
6.如权利要求
1至4任意一项所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于基体纤维其单丝直径在6微米至1毫米之间、增强纤维单丝直径在4微米至0.1毫米之间。
7.如权利要求
6所述的缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，其特征在于基体纤维单丝直径优选范围是10微米至0.1毫米之间，增强纤维单丝直径优选范围是8微米至25微米之间。
专利摘要
本发明涉及一种缝编法制备纤维增强热塑性塑料毡类预混体的方法，使用缝编法将基体纤维和增强纤维制成毡，作为纤维增强热塑性塑料预混体，包括如下步骤A、将基体纤维和增强纤维按95～20∶5～80的重量比均匀放置于纱架上，然后一起引入至短切机；B、短切后的混合纤维均匀着落在成型网带上，形成毡坯；C、将毡坯喂入缝编机头进行缝编，即制得成品缝编毡。采用本发明制得含有增强纤维和基体纤维的缝编毡，便于运输，使用时可直接根据产品要求，裁成所需尺寸使用通常的片材热压工艺，进行热压成型，制得片材力学性能和拉伸强度高。而且多余的边角料也可以重复使用，材料的浪费率几乎为零，生产中的运输、加工成本得到降低。
文档编号D04H1/44GK1990927SQ200510134918
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月29日
发明者赵东波, 赵谦, 邓洪, 夏涛, 费传军, 彭基成 申请人:中材科技股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan