玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料、制备方法及热压装置

本发明涉及织物复合材料，具体是指一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料、制备方法及热压装置。

背景技术：

1、聚苯硫醚是一种新型的高性能热塑性树脂，具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温、难燃的优点，被广泛应用于电子、机械、汽车等领域。且作为新型热塑性树脂，聚苯硫醚可进行反复回收再利用，符合当今社会绿色可持续发展的要求。但聚苯硫醚本身较脆，很少单独使用，常与玻璃纤维、碳纤维等制备成复合材料使用。

2、玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，作为复合材料中的增强体应用时，具有良好的抗拉强度，耐热性能好，温度达300℃时对强度没影响。与聚苯硫醚制备复合材料时，如果聚苯硫醚的流动性比较差，就无法很好地浸润玻璃纤维，容易造成空隙，影响玻璃纤维聚苯硫醚复合材料的性能。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述的各种问题，提供了一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料、制备方法及热压装置，以玻璃纤维为芯纱，聚苯硫醚长丝为包缠纱，增加玻璃纤维的可织性，制成玻璃纤维复合线上机织成玻璃纤维机织物，根据质量估算所需要的的聚苯硫醚粉末，聚苯硫醚长丝和粉末的共同作用可显著提高渗透效率，短时间均匀渗透玻璃纤维内部，同时使用聚苯硫醚薄膜提供更好的表面特性，热压制备可得玻璃纤维增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，表现出良好的浸润性和表面特性，采用模压成型工艺，制得工艺流程简单，应用范围广泛。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：玻璃纤维复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，包括质量比例为10～30份的玻璃纤维复合线，10～20份聚苯硫醚粉末，20～40份聚苯硫醚薄膜。

3、优选的，所述的玻璃纤维为1200tex，聚苯硫醚长丝为100tex。

4、优选的，所述的玻璃纤维复合线为经硅烷偶联剂处理后的玻璃纤维与聚苯硫醚长丝所制备的复合线。

5、优选的，所述的玻璃纤维复合线为1320tex。

6、优选的，所述玻璃纤维机织物为平纹、五层正交、五层角连锁、五层正交/准正交或五层正交/角连锁组织。

7、优选的，所述的玻璃纤维复合线增强体的经密为40/10cm，纬密为40/10cm。

8、本发明还包括一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤一：使用酒精或丙酮清洁玻璃纤维表面，然后使用硅烷偶联剂改性并干燥，得到改性后的玻璃纤维。

10、步骤二：以玻璃纤维为芯纱，聚苯硫醚长丝为包缠纱，制备复合线。

11、步骤三：使用复合线织成机织物。

12、步骤四：计算聚苯硫醚粉末的使用量，根据公式。根据需要制作复合材料的厚度，可以估算出需要聚苯硫醚粉末的使用量，填补玻璃纤维的空隙，然后在上下增加聚苯硫醚薄膜，进行热压，得到成品。

13、优选的，所述步骤一中，采用质量分数为0.8％～2.8％的硅烷偶联剂溶液水浴40～80min，水浴比为1:15～20，水浴温度为20～40℃；干燥温度为50℃。

14、优选的，所述步骤四热压时间为10～20min，热压压强为2～4mpa，热压温度为305～325℃。

15、1.本发明还包括一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的热压装置，其包括由上至下依次设置的上模具、上脱模布、下脱模布和下模具，所述下模具内两侧边处连接设有垫片，所述的上脱模布和下脱模布之间用于放置待压件。

16、本发明的有益效果：

17、1.与现有的技术所采用的将玻璃纤维短纤与聚苯硫醚粉末用的熔融挤出的方式制备复合材料相比，本发明利用玻璃纤维和聚苯硫醚长丝包缠处理制备成复合线，再将复合线织成平纹、五层正交、五层角连锁、五层正交/准正交、五层正交/角连锁组织，有效增加了玻璃纤维和聚苯硫醚的接触面积，增加了玻璃纤维与聚苯硫醚的结合力，同时扩展了使用场景，可以在需要更大结构材料领域中使用。

18、2.通过使用聚苯硫醚长丝、聚苯硫醚粉末和聚苯硫醚薄膜共同使用的方法，通过聚苯硫醚长丝包缠玻璃纤维、粉末填补玻璃纤维机织物的空隙，熔融状态下，流动性更好，可以短时间内更好地渗透玻璃纤维机织物，同时添加了聚苯硫醚薄膜，赋予了更好的表面特性。

技术特征：

1.一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，其特征在于：包括质量比例为10～30份的玻璃纤维复合线增强体、10～20份聚苯硫醚粉末和20～40份聚苯硫醚薄膜增强体，所述玻璃纤维复合线增强体为玻璃纤维经硅烷偶联剂处理后外包缠聚苯硫醚长丝所制备的机织物。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维为1200tex，所述聚苯硫醚长丝为100tex，所述的玻璃纤维复合线为1320tex。

3.根据权利要求1或2所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维复合线的组织结构为平纹、五层正交、五层角连锁、五层正交/准正交或五层正交/角连锁组织。

4.根据权利要求3所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维复合线增强体的经密为40/10cm，纬密为40/10cm。

5.一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，采用质量分数为0.8％～2.8％的硅烷偶联剂溶液水浴40～80min，水浴比为1:15～20，水浴温度为20～40℃；水浴结束后进行干燥，干燥温度为50℃。

7.根据权利要求5或6所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四热压时间为10～20min，热压压强为2～4mpa，热压温度为305～325℃。

8.一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的热压装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的上模具(1)、中间层和下模具(6)，所述下模具(6)内两侧边处连接设有垫片(5)，所述中间层由上至下为上脱模布(2)、下脱模布(4)，所述的上脱模布(2)和下脱模布(4)之间用于放置待压件(3)。

9.根据权利要求8所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的热压装置，其特征在于：上脱模布(2)和所述下脱模布(4)均为聚酰亚胺薄膜所制。

10.根据权利要求8或9所述的一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料的热压装置，其特征在于：所述的垫片(5)为具有良好的回弹恢复性能的弹性件。

技术总结
本发明公开了一种玻璃纤维/聚苯硫醚长丝复合线增强聚苯硫醚粉末、薄膜复合材料、制备方法及热压装置。本复合材料包括质量比例为10～30份的玻璃纤维复合线增强体和10～20份聚苯硫醚粉末、20～40份聚苯硫醚薄膜增强体。玻璃纤维复合线增强体为玻璃纤维经硅烷偶联剂处理后外包缠聚苯硫醚长丝所制备的机织物。其制备方法包括1)硅烷偶联剂处理、2)制备复合线、3)织造、4)制备复合材料。聚苯硫醚长丝包缠玻璃纤维可有效的提高玻璃纤维的可织性，同时利用聚苯硫醚粉末填补玻璃纤维织物的空隙，聚苯硫醚长丝和粉末配合可显著提高渗透效率。玻璃纤维与聚苯硫醚结合性能好，成品性能优良，耐高温。

技术研发人员：邵灵达,祝成炎,黄锦波,田伟,张红霞,金肖克
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12