玻璃纖維增強聚丙烯纖維復合材料的制備方法技術

本發明專利技術公開一種玻璃纖維增強聚丙烯纖維復合材料的制備方法，步驟包括：前道的非織造工藝：按比例稱取聚丙烯纖維和玻璃纖維，通過粗開松機開松后由輸棉風機送至混棉箱再輸送至精開松機，至振動棉箱再到大棉倉，經輸送簾、斜簾、拔棉輥打手充分混合，再經壓棉輥和輸出簾輸出至梳理機，再至鋪網機鋪網，并通過喂入機將纖維網輸送至預針刺機預刺，再經主針刺機定型針刺成氈材；后道的熱壓成型工藝：對中放卷、撒粉、糾偏、平幅進料、烘房加熱、熱壓復合、壓輥冷卻、風冷。本發明專利技術具有具有較強的拉伸強度和耐沖擊性能，能滿足其在汽車、輪船等高載荷防護部件中的使用要求，應用范圍廣泛的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于應用于工業生產中的聚丙烯(PP)纖維復合材料
，具體涉及一種。
技術介紹
玻璃纖維增強是塑料增強形式中成本最低、改善效果最明顯的方式之一，通過玻璃纖維的加入可改善塑料的物理機械性能。但是，常規塑料的注塑和擠出工藝僅能實現超短玻璃纖維(長度低于0.95mm)的填充和增強，而對于拉伸強度和耐沖擊性能更好的長玻璃纖維(長度不低于50mm)卻不能在傳統工藝下獲得汽車、輪船等設計和生產所需的片材中實現添加，從而限制了現有纖維增強材料的應用范圍。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的上述不足，提供一種具有較強的拉伸強度和耐沖擊性能， 能滿足其在汽車、輪船等高載荷防護部件中的使用要求，應用范圍廣泛的。為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案為一種，包括前道的非織造工藝和后道的熱壓成型工藝，具體制備步驟包括前道的非織造工藝(1)按照重量百分比為聚丙烯纖維45 55%，玻璃纖維45 55%稱取原料；(2)通過粗開松機將上述步驟(1)的原料進行充分混合開松，粗開松輥的轉速不低于690轉/分，開松后由輸棉風機送至混棉箱；(3)混棉箱將步驟( 開松后的纖維均勻筵棉，然后由風機輸送至精開松機；(4)精開松機將步驟(3)的纖維進行精開松，精開松輥的轉速不低于690轉/分， 然后由風機送至振動棉箱；(5)振動棉箱將步驟(4)的纖維經塵籠再到大棉倉，經輸送簾、斜簾(釘簾)、拔棉輥打手充分混合，在均棉輥打手、振動板的作用下，棉箱產生均勻筵棉，再經壓棉輥和輸出簾輸出至梳理機；(6)梳理機將步驟(5)的纖維通過梳理成為均勻分布的纖維網，并采用氣吹式出棉方法輸送至鋪網機；(7)鋪網機將梳理好的纖維網進行鋪網，并通過喂入機將纖維網輸送至預針刺機；(8)通過預針刺機對纖維網進行預刺；(9)通過主針刺機對步驟(8)預刺后的纖維網進行定型針刺成氈材；(10)由成卷切邊機把步驟(9)主針刺好的氈材進行廢邊切除和成卷處理；后道的熱壓成型工藝(11)對中放卷將前道非織造工藝制備的成卷的氈材放置在放卷機架上進行張緊放料；(12)撒粉將步驟(11)放卷后的氈材進行撒粉，采用震動撒粉方式對氈材進行熱熔粉的鋪撒，鋪撒單位克重80 150g/m2 (即每平米氈材上均勻撒有80 150g的熱熔粉)；(13)糾偏將步驟(1 撒粉后的氈材根據卷料的拉幅情況，對氈材進行左右偏移糾正，確保材料拉幅居中；(14)平幅進料然后將步驟(1 糾偏后的氈材，采用循環輸送鏈條打訂輸送方式進行進料，即通過輸送裝置寬度方向上的壓輪把氈材壓入輸送鏈上的輸送卡釘，由循環輸送鏈條上的連續卡釘帶動氈材進行輸送進料至烘房；(15)烘房加熱設置烘房溫度，對進來的氈材進行烘烤加熱，烘房在氈材進料方向上設置3區域分預烘、主烘和保溫三區，預烘的溫度為70 80°C，主烘溫度為130 145°C，保溫溫度為100 110°C ；(16)熱壓復合對步驟(1 加熱后的氈材進行壓制復合，熱壓滾筒壓力達到 6. 3MPa以上，滾筒溫度為170 180°C，在該熱壓復合過程中可進行面料或膠粘膜的復合 (即在氈材的一面或者兩面再復合面料或膠粘膜)；(17)壓輥冷卻對壓制和復合后的材料進行冷卻輥壓，冷輥冷卻的滾筒壓力級別達到6. 3MPa以上，滾筒溫度為40 60°C，以實現粘接定型；(18)風冷對粘接定型復合后的材料進行風冷冷卻處理。本專利技術上述的后道的熱壓成型工藝還包括風冷后的常規處理步驟(19)標識印字處理對材料進行必要的名稱、規格、生產日期等內容的印字標識 (該工序不是必須工序，可省略)；(20)切邊處理對廢邊進行切邊處理；(21)切斷下料根據規格需要進行沖裁下料；(22)檢驗、包裝。本專利技術在使用玻璃纖維時，在投料前M小時，還包括采用硅烷偶聯劑按每 IOOOKg玻璃纖維使用3Kg硅烷偶聯劑的比率進行噴淋處理，噴淋時硅烷偶聯劑按體積比 3 37(硅烷偶聯劑水=3 37)的比率與水稀釋，均勻噴淋后放置M小時即可投料使用。本專利技術上述的硅烷偶聯劑為市售產品，如KH550，KH560, KH570, KH792，DL602， DL171幾種型號中的一種或一種以上的混合。本專利技術上述步驟(1)中的聚丙烯纖維采用5 6旦尼爾(線密度的單位)X50 90mm(長度)規格的聚丙烯纖維。本專利技術上述步驟(1)中的玻璃纖維采用12 15旦尼爾X 78 90mm規格的長玻璃纖維。作為優選，在步驟(9)主刺過程中，根據材料復合需要，可在該主刺過程把氈材材料的基布進行針刺復合，該基布主要為水刺無紡布、熱軋無紡布、針刺無紡布中的一種，基布克重為50 150g/m2。本專利技術上述步驟(14)的熱熔粉為HDPE熱熔膠粉。作為優選，所述步驟(15)的烘房加熱，加熱氈材采用連續性進料作業即氈材以輸送速度為3米/min連續通過長30米的烘房。作為優選，在步驟(15)的烘房加熱與步驟(16)熱壓復合之間還包括對從烘房出來的氈材進行紅外加熱的步驟，采用紅外加熱器，加熱溫度為170 180°C，因為從烘房到熱壓裝置還有一段距離，為實現出烘房的氈材保溫要求，增加紅外加熱器進行保溫烘烤，確保熱壓復合質量、復合效果好。本專利技術的優點和有益效果1.本專利技術成功采用非織造工藝完成了長纖維(長度不低于50mm)增強材料與PP 纖維進行針刺共混加工，彌補了常規塑料的注塑和擠出工藝僅能實現超短纖維的添加而不能實現拉伸強度和耐沖擊性能更好的長纖維增強材料添加的不足，以均勻針刺的形式實現長玻璃纖維和PP的增強復合，實現長玻璃纖維在PP材料中的增強作用。因此，本專利技術制備出的具有長纖維增強材料的復合纖維材料，其具有更好的拉伸強度和耐沖擊性能，可以滿足其在裝備、汽車、輪船等領域中的使用要求。2.本專利技術材料在復合過程直接采用PP纖維塑料的高溫粘接性進行粘接復合，在加工過程中無任何膠粘劑即膠水，從而使復合材料具備無毒無害的高環保性。3.本專利技術在使用玻璃纖維時，在投料前M小時，對玻璃纖維進行了表面處理。而玻璃纖維的表面處理，能改善玻璃纖維和PP纖維等材料的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復合材料的拉伸強度、防水及耐氣候變化等性能，能有效提高復合后纖維材料的機械性能。4.本專利技術的方法制備的玻璃纖維增強聚丙烯纖維復合材料，具有材料密度低，成形周期短，沖擊韌性好以及可再生利用和儲存期長等顯著的優點，作為綠色環保輕質材料， 其中80%可被應用于對輕量化最為迫切的轎車領域。5.本專利技術通過采用低壓成型技術，制備的復合材料很容易粘附于織物、紗布、泡沫材料、干粉涂膜以及堅固的PP表面，因此可以很方便地進行模內裝飾。6.本專利技術的復合材料片材是由PP纖維和玻璃纖維復合而成，是采用織物生產所用的干工藝(非織造工藝)技術來生成由PP纖維和玻璃纖維摻和的毛狀物。在連續生產過程中，該摻和毛狀物被加熱到高于PP熔點的溫度，再將其層壓到粘接膜或純PP膜的表面層，最后切成坯料。考慮到使用被切碎的過短的玻璃纖維模制零件時往往會發生樹脂從纖維中分離的現象，因此選用了長度為78 90mm的長玻璃纖維以生成防止分離的3D基質。 該工藝可使玻璃纖維很好地分布在PP纖維中，同時也能很好地控制材料的膨松過程。7.片材遇熱時會膨松擴展而使厚度達到原來的5倍，這是因為玻璃纖維由壓縮狀態的固結坯料中舒展開來所導致的。因此通過改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種玻璃纖維增強聚丙烯纖維復合材料的制備方法，其特征在于：包括前道的非織造工藝和后道的熱壓成型工藝，具體制備步驟包括：前道的非織造工藝：（１）按照重量百分比為聚丙烯纖維４５～５５％，玻璃纖維４５～５５％稱取原料；（２）通過粗開松機將上述步驟（１）的原料進行充分混合開松，粗開松輥的轉速不低于６９０轉／分，開松后由輸棉風機送至混棉箱；（３）混棉箱將步驟（２）開松后的纖維均勻筵棉，然后由風機輸送至精開松機；（４）精開松機將步驟（３）的纖維進行精開松，精開松輥的轉速不低于６９０轉／分，然后由風機送至振動棉箱；（５）振動棉箱將步驟（４）的纖維經塵籠再到大棉倉，經輸送簾、斜簾、拔棉輥打手充分混合，在均棉輥打手、振動板的作用下，棉箱產生均勻筵棉，再經壓棉輥和輸出簾輸出至梳理機；（６）梳理機將步驟（５）的纖維通過梳理成為均勻分布的纖維網，并采用氣吹式出棉方法輸送至鋪網機；（７）鋪網機將梳理好的纖維網進行鋪網，并通過喂入機將纖維網輸送至預針刺機；（８）通過預針刺機對纖維網進行預刺；（９）通過主針刺機對步驟（８）預刺后的纖維網進行定型針刺成氈材；（１０）由成卷切邊機把步驟（９）主針刺好的氈材進行廢邊切除和成卷處理；后道的熱壓成型工藝：（１１）對中放卷：將前道非織造工藝制備的成卷的氈材放置在放卷機架上進行張緊放料；（１２）撒粉：將步驟（１１）放卷后的氈材進行撒粉，采用震動撒粉方式對氈材進行熱熔粉的鋪撒，鋪撒單位克重８０～１５０ｇ／ｍ２（１３）糾偏：將步驟（１２）撒粉后的氈材根據卷料的拉幅情況，對氈材進行左右偏移糾正，確保材料拉幅居中；（１４）平幅進料：然后將步驟（１３）糾偏后的氈材，采用循環輸送鏈條打訂輸送進料，即通過輸送裝置寬度方向上的壓輪把氈材壓入輸送鏈上的輸送卡釘，由循環輸送鏈條上的連續卡釘帶動氈材進行輸送進料至烘房；（１５）烘房加熱：設置烘房溫度，對進來的氈材進行烘烤加熱，烘房在氈材進料方向上設置３區域：分預烘、主烘和保溫三區，預烘的溫度為７０～８０℃，主烘溫度為１３０～１４５℃，保溫溫度為１００～１１０℃；（１６）熱壓復合：對步驟（１５）加熱后的氈材進行壓制復合，熱壓滾筒壓力達到６．３ＭＰａ以上，滾筒溫度為１７０～１８０℃，在該熱壓復合過程中可進行面料或膠粘膜的復合；（１７）壓輥冷卻：對壓制和復合后的材料進行冷卻輥壓，冷輥冷卻的滾筒壓力級別達到６．３ＭＰａ以上，滾筒溫度為４０～６０℃，以實現粘接定型；（１８）風冷：對粘接定型復合后的材料進行風冷冷卻處理。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴初發，
申請(專利權)人：寧波市陽光汽車配件有限公司，
類型：發明
國別省市：97