一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺，其工艺包括无机增强纤维的表面处理、无机增强纤维布模压材料预制、含有无机增强纤维模压材料的制造、含有无机增强纤维模压材料的退火处理、含有无机增强纤维模压材料成品；该模压材料具有很高的机械强度、电绝缘性，耐化学性，耐辐射性好的优点，适宜用于航天航空、飞机座椅、坦克装甲、汽车车体外壳、汽车座椅支撑、高铁车厢箱体外壳、高铁座椅、印刷电路基板，高速公路隔离带板、高速防护栏栅、高铁防护栏栅、高温隔热材料及低温绝热材料等极端领域。

Manufacturing Technology of a Molding Material Containing Inorganic Reinforced Fiber

The invention discloses a manufacturing process of moulding material containing inorganic reinforcing fiber, which includes surface treatment of inorganic reinforcing fiber, prefabrication of inorganic reinforcing fiber cloth moulding material, manufacture of moulding material containing inorganic reinforcing fiber, annealing treatment of moulding material containing inorganic reinforcing fiber and finished product containing inorganic reinforcing fiber moulding material. Mechanical strength, electrical insulation, chemical resistance, good radiation resistance, suitable for aerospace, aircraft seats, tank armor, car body shell, car seat support, high-speed railway box shell, high-speed rail seat, printed circuit board, highway isolation strip, high-speed protection fence, high-temperature insulation materials and low-temperature insulation materials, etc. Terminal area.

【技术实现步骤摘要】
一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺
本专利技术涉及一种模压材料的制造工艺，特别涉及一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺。
技术介绍
纤维增强树脂基复合材料是从上世纪30年代首先在美国开始发展，当时的复合材料制品主要是为了满足军工以及航空航天领域的需要。近年来，由于纤维热塑性复合材料拥有诸多优点，人们开始将研究重点转向了纤维增强热塑性或/和热固性复合材料，开始对该类材料进行持续深入的研究，纤维热塑性复合材料的产量逐渐提升，加工方式也层出不穷，纤维增强热塑性或/和热固性复合材料己经在众多领域得到了应用，比如航空航天、汽车、电子电器、桥梁建筑加固、游艇舰船等。与热固性树脂相对比，热塑性树脂具有众多优点，比如高韧性、高强度、易成型加工、易于重复加工利用、一些热塑性材料还具有优异的阻燃性、耐化学品、耐辐射、电绝缘性好等特性，因此纤维增强热塑性复合材料发展迅猛，近年来的增长速度己经赶超纤维增强热固性复合材料。纤维增强热塑性复合材料根据纤维的增强形式一般可以分为短纤维增强热塑性复合材料(SFT)，长纤维增强热塑性复合材料(LFT)以及连续纤维增强热塑性复合材料(CFT)。虽然纤维增强热塑性复合材成型工艺简单，易成型各种结构复杂的制品，但是受到纤维长度的限制，它们对复合材料力学性能的提升作用十分有限，跟一般填料增强的效果类似，因此其制品的应用受到了力学性能的限制。与SFT相比，制品中LFT纤维的保留长度较长，一般均在10mm以上，此外诸如在线混炼工艺，经过螺纹元件的特殊组合，调节合适的剪切效果，甚至可以生产纤维保留长度达到30～50mm的LFT板材如此高的纤维保留长度足以显著提升复合材料的力学性能。在纤维增强复合材料中，当纤维长度超过临界长度时，随着树脂中纤维长度的增加，在材料发生破坏时，纤维通过断裂、脱粘、拔出等过程需要消耗更多的能量；此外，纤维的端部是裂纹增长的引发点，相同纤维含量的长纤维端部数量远远小于短纤维，上述这些原因使得长纤维增强复合材料力学性能明显优于短纤维增强复合材料，从而可以扩大纤维增强复合材料的应用范围。由于CFT其增强纤维是连续的，在制品中，CFT纤维保留长度基本上与制品尺寸一致，因此力学性能又能够获得进一步的提升。另外，也具有很好的可设计性，能够根据需要对制品各个方向上的性能进行设计，从而满足不同场合的需求。的高性能及可设计性，使其能够用来作为重要的承力结构部件，达到替代常规钢材部件的目的，大大减轻最终产品的质量，降低成本，减少能耗。近年来，随着节能减排，低碳经济概念的深入人心，连续纤维增强热塑性复合材料必将迎来一个重要的挑战和机遇。基于连续纤维增强热塑性复合材料的优势和机遇，研究与开发新型的连续纤维增强热塑性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热塑性树脂如特种工程塑料及新兴成型工艺如拉挤、缠绕等方向的开发与研究。与短纤维和长纤维增强热塑性复合材料相比，连续纤维增强热塑性复合材料具有更加优异的力学性能，能够作为结构材料使用；再加上轻质、耐腐蚀等优点，是一种能够有效替代钢材的材料。研究与开发新型的连续纤维增强热塑性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热塑性树脂如特种工程塑料及新兴成型工艺如拉挤、缠绕等方向的开发与研究。材料在使用过程不仅时刻承受着外加载荷，还需要面对不同环境的侵蚀，研究材料在这些因素作用下性能的变化规律，能够对材料的实际应用带来重要的指导作用。在中国专利号码No：CN200713050008.9中介绍了采用高频电加热模压模生产聚苯硫醚纤维复合模压板材，所述复合模压板以A层/B层单元结构顺序叠合，A层为聚苯硫醚PPS树脂构织物；B层为增强长纤维层；A与B层间为起粘合作用的热塑性EVA薄膜层；复合层经冷压后，在高频电加热模压模中在290～330℃熔融热压成型。聚苯硫醚PPS树脂构织物采用经热牵伸定形处理后的PPS树脂纤维。该模压板兼具有很高的机械强度和聚苯硫醚纤维的阻燃、电绝缘，耐化学性，耐辐射性好的优点，适宜用于航天航空，坦克装甲，印刷电路基板，高温隔热材料及低温绝热材料等极端领域。即便是采用A、B叠加的方式进行模压复合，会因为聚苯硫醚纤维在高于200℃的温度条件下，发生伸缩变形和变性，同时在过高的温度条件下，聚苯硫醚纤维会因温度过高而熔解成熔体，从而使聚苯硫醚纤维变成复合材料的粘结剂，而非增强材料。在中国专利号码No：CN200613022081.0中介绍了一种无机增强纤维复合纤维布的制造方法，是采用无机增强纤维/纸、无机增强纤维/聚苯硫醚纸为原料生产纤维布的方法。以上述纸为基材，将纸叠加后再在热扎辊上加热、加压制成各种纤维布。同时也揭示了在上述两层纸中间加聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜或加聚苯硫醚纸或聚苯硫醚膜后，通过热扎成型制造纤维布的方法。由于在无机增强纤维复合纤维布的制造过程中，无机增强纤维没有进行热伸缩性处理，无机增强纤维没有编织无机增强纤维布，同时还没有对无机增强纤维进行一定程度的表面处理，使得制造的无机增强纤维复合纤维布的强度无法得到满足，进而影响了无机增强纤维复合纤维布的应用。虽然连续增强纤维可以使复合材料中的纤维长度保持与复合材料外形相同的长度，但是，增强纤维的表面处理和连续增强纤维复合材料内部应力处理就成为一个十分重要的环节。在中国专利申请号码No:201710482987.9中介绍了一种玄武岩纤维增强复合材料高速公路护栏及其制备方法，该防护栏是采用拉挤工艺来制备，然而，作为热固性聚合物采用拉挤工艺，存在很多不定因素，同时存在固化速率过快的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺，其目的控制有机增强纤维模压材料厚度，提高含有无机增强纤维模压材料的韧性，延长含有无机增强纤维模压材料的使用寿命，同时提高含有无机增强纤维模压材料的抗冲击强度。本专利技术的技术方案是：一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺，包括无机增强纤维的表面处理、无机增强纤维布模压材料预制、含有无机增强纤维模压材料的制造、无机增强纤维模压材料的退火处理、含有无机增强纤维模压材料成品，具体的制造工艺为：(1)无机增强纤维以0.8～1.8m/min的速率输入长3m、宽300mm、高200mm的长方形液槽，在液槽内盛有含0.3～0.8％wt盐酸-N-(N’-乙烯氧基氨乙基)，γ-三甲氧基硅烷基丙基胺的无水酒精溶液，无机增强纤维从长方形液槽出来后，输入长为24m、宽为300mm、高为200m的甬道，甬道0.2米处输入温度为160～180℃的氮气，在甬道的出口安装一台抽风机，将抽出的氮气和无水酒精经冷却塔分离后，再循环使用，无机增强纤维经过该甬道处理之后，立即出入相同尺寸的冷却甬道，同时在离甬道0.1米处输入室温干空气，待无机增强纤维冷却至室温后，即完成了无机增强纤维的表面处理；(2)将步骤(1)所述的经表面处理的无机增强纤维和有机纤维输入织布机，经织布机织成幅宽为160～640mm的64支纤维布，所述无机增强纤维和有机纤维的质量比为0.3～0.4∶0.2～0.1，所述有机纤维强度为4.4～4.8cN/dtex、模量为31～38cN/dtex、断裂伸长为8％～18％；(3)将步骤(2)所述的纤维布输入模压机压制成12～18mm厚的模压材料，模压温度为130～300℃，模压压力为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺，包括无机增强纤维的表面处理、无机增强纤维布模压材料预制、含有无机增强纤维模压材料的制造、无机增强纤维模压材料的退火处理、含有无机增强纤维模压材料成品，其特征在于，所述所述制造工艺为：（1）无机增强纤维以0.8～1.8m/min的速率输入长3m、宽300mm、高200mm的长方形液槽，在液槽内盛有含0.3～0.8%wt盐酸‑N‑(N’‑乙烯氧基氨乙基)，γ‑三甲氧基硅烷基丙基胺的无水酒精溶液，无机增强纤维从长方形液槽出来后，输入长为24m、宽为300mm、高为200m的甬道，甬道0.2米处输入温度为160～180℃的氮气，在甬道的出口安装一台抽风机，将抽出的氮气和无水酒精经冷却塔分离后，再循环使用，无机增强纤维经过该甬道处理之后，立即出入相同尺寸的冷却甬道，同时在离甬道0.1米处输入室温干空气，待无机增强纤维冷却至室温后，即完成了无机增强纤维的表面处理；（2）将步骤（1）所述的经表面处理的无机增强纤维和有机纤维输入织布机，经织布机织成幅宽为160～640mm的64支纤维布，所述无机增强纤维和有机纤维的质量比为0.3～0.4∶0.2～0.1，所述有机纤维强度为4.4～4.8cN/dtex、模量为31～38cN/dtex、断裂伸长为8%～18%；（3）将步骤（2）所述的纤维布输入模压机压制成12～18mm厚的模压材料，模压温度为130～300℃，模压压力为10～30MPa；（4）将步骤（3）所述的模压材料再置入相应尺寸大小的模压模具中，在模压模具的模压中输入60～130℃的240#导热油，模压模具中的模压材料处理3～6h后，输入30℃的导热油，冷却至常温，即得无机增强纤维模压材料。...

【技术特征摘要】
1.一种含有无机增强纤维模压材料的制造工艺，包括无机增强纤维的表面处理、无机增强纤维布模压材料预制、含有无机增强纤维模压材料的制造、无机增强纤维模压材料的退火处理、含有无机增强纤维模压材料成品，其特征在于，所述所述制造工艺为：（1）无机增强纤维以0.8～1.8m/min的速率输入长3m、宽300mm、高200mm的长方形液槽，在液槽内盛有含0.3～0.8%wt盐酸-N-(N’-乙烯氧基氨乙基)，γ-三甲氧基硅烷基丙基胺的无水酒精溶液，无机增强纤维从长方形液槽出来后，输入长为24m、宽为300mm、高为200m的甬道，甬道0.2米处输入温度为160～180℃的氮气，在甬道的出口安装一台抽风机，将抽出的氮气和无水酒精经冷却塔分离后，再循环使用，无机增强纤维经过该甬道处理之后，立即出入相同尺寸的冷却甬道，同时在离甬道0.1米处输入室温干空气，待无机增强纤维冷却至室温后，即完成了无机增强纤维的表面处理；（2）将步骤（1）所述的经表面处理的无机增强纤维和有机纤维输入织布机，经织布机织成幅宽为160～640mm的64支纤维布，所述无机增强纤维和有机纤维的质量比为0.3～0.4∶0....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈逊，
申请(专利权)人：德阳科吉高新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51