一种多功能热塑性复合材料板制造技术

本发明专利技术属于热塑性复合材料技术领域，具体涉及一种多功能热塑性复合材料板。所述复合材料板由隔离层、功能表面层、缓冲层、增强层和介质层组成，各层经过热压复合后制成的复合材料板，其中缓冲层分别嵌入至功能表面层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；隔离层的下表面与功能表面层的上表面贴合，具有可剥离的界面；功能表面层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离。所述多功能热塑性复合材料板，除具有优异的力学性能外，还具有抗老化性、抗菌防霉、耐刮擦性能；表面美观大方；可以采用胶粘，热焊接等方式与各种材料组合连接，具有较高的剥离强度；易于二次成型加工。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能热塑性复合材料板
本专利技术属于热塑性复合材料
更具体地，涉及一种多功能热塑性复合材料板。
技术介绍
纤维增强热塑性复合材料因具有轻质高强、可二次成型，回收利用等特点，已被广泛应用于轨道交通、航空航天和建筑等领域，但受限于批量制造技术和成本限制，以及无法兼顾各个应用领域的特殊功能性要求等问题，正大大限制其应用市场和高速增长的势头，因此，向多功能方向发展是发挥复合材料优势的必然趋势。专利CN107571577A公开了一种复合材料板，还包括分别与复合材料层上、下表面粘合为一体的上胶粘层和下胶粘层，以及与上胶粘层上表面粘合为一体的功能面层，以及与功能面层上表面粘合为一体的可剥离的保护膜，此复合材料板具有优异的抗冲击性和高机械强度、抗老化以及耐刮擦等优点，可以作冷藏集装箱、冷藏车、货车、房车等特殊运输设施的内衬板，替代传统的钢板或热固性复合材料产品，解决了传统材料比重大、抗冲击性能差等问题。本专利技术一种多功能热塑性复合材料板，结合了热塑性复合材料以及各种功能材料优点，赋予了现有热塑性复合材料板多元功能性、优异的加工性，将开辟复合材料更广泛的应用领域。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有热塑性复合材料功能单一、加工性能差的缺陷和不足，提供一种多功能热塑性复合材料板。本专利技术的目的是提供一种多功能热塑性复合材料板。所述多功能热塑性复合材料板，除具有优异的力学性能外，还具有抗老化性、抗菌防霉、耐刮擦性能；表面美观大方；可以采用胶粘，热焊接等方式与各种材料组合连接，具有较高的剥离强度；易于二次成型加工。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种多功能热塑性复合材料板，所述复合材料板由隔离层、功能表面层，所述功能表面层具有多功能性，包括抗菌防霉性，耐刮擦、拒水拒油防污，抗老化等功能)，其要保护的范围比抗菌防霉范围广、缓冲层、增强层和介质层组成，各层经过热压复合后制成复合材料板，其中缓冲层分别嵌入至功能表面层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；隔离层的下表面与功能表面层的上表面贴合，具有可剥离的界面；功能表面层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离。优选的，隔离层为全透明或半透明BOPET膜，厚度为10～50μm，透光率70～95％，雾度1～30％，光泽度20～30％，纵向横向拉伸强度≥2N/mm，断裂伸长率≤30％。含有抗静电剂，所述抗静电剂为永久性抗静电，赋予隔离层永久性抗静电性能。主要包括不含金属盐的亲水性聚合物型抗静电剂，如聚醚酯；含金属盐亲水性聚合物抗静电剂；纳米材料抗静电剂，如纳米级掺锑氧化锡等。表面电阻值106～1012Ω，防止静电对人体和加工现产的破坏。选择此种薄膜作用：1.可贴合，易剥离：与功能面层贴合，保护产品表面，加工和安装过程中，避免沾污或刮伤产品表面；安装结束后，易于剥离，无残胶；2.赋予产品消光外观，表面柔和，降低反射，并可起到消弱表面缺陷的作用；3.缓解带痕和皮带纹理深度，避免局部不平，实现光滑平整产品外观。优选的，功能表面层由主体树脂、功能助剂和填料组成的功能薄膜。优选的，所述主体树脂为聚烯烃树脂，所述聚烯烃树脂包括聚丙烯树脂、聚乙烯树脂的一种或一种以上组成，占70～90％。所述功能助剂占5～15％，所述功能助剂包括：0.1～0.5％抗菌剂，所述抗菌剂包括无机抗菌剂，有机抗菌剂或天然抗菌剂的一种或一种以上组成、0.1～0.5％防霉剂，所述防霉剂包括无毒的广谱杀菌剂，如异噻唑啉酮类，苯并咪唑类，碘炔丙基类，取代芳烃类及二硫代氨基类甲酸盐类等，0.2～0.5％光稳定剂，所述光稳定剂包括光屏蔽剂，如氧化锌、二氧化钛和锌钡等；紫外线吸收剂，如二甲苯酮类、水杨酸类和苯并三唑类等；自由基捕获剂，如受阻胺类衍生物等，0.2～0.5％润滑剂，所述润滑剂包括以聚丙烯、聚乙烯或EVA为载体树脂的有机硅聚合物，外润滑剂如硬脂酸及其盐类，内润滑剂如聚乙烯蜡、低分子量聚合物等，0.2～2％爽滑剂，所述爽滑剂包括脂肪醇及其二羧酸酯、脂肪酸酯，脂肪酸，脂肪酰胺，褐煤腊，PP腊，PE腊等天然及合成腊，含氟聚合物等其它润滑剂，0.1～0.2％非离子型抗静电剂、高分子永久型抗静电剂或其复合型抗静电剂，所述非离子型抗静电剂主要包括脂肪酸多元醇酯、脂肪酸、脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷加合物、烷醇酰胺、烷醇胺、磷酸酯类等；所述高分子永久型抗静电剂主要包括甲氧基聚乙醇甲基丙烯酸酯共聚物，超高分子量聚乙二醇，含季铵盐的甲基丙烯酸酯聚合物，乙二醇共聚类聚酰胺，聚乙二醇共聚物类聚酯，聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等以及其衍生物，0.1～15％防污助剂，所述防污助剂包括含氟聚合物，如全氟聚醚和全氟丙烯酸酯等，以及硅油、滑石粉等添加剂等，其中功能母粒的树脂载体，熔指与主体树脂相匹配，并具有相容性。所述填料为二氧化钛，氧化锌，硫化锌，氧化镁，氧化银等金属氧化物，占5～15％。该功能表面层厚度为0.1mm～1.0mm，吸水率＜0.01％，表面达因值＜38；具有稳定、长效的抗菌防霉、抗老化、防污耐磨等功能作用；安全环保，可通过FDA标准，满足食品接触性材料的要求。优选的，所述缓冲层为多孔疏松的无纺布材料，构成无纺布的材质为长度10～65mm(保证无纺布均匀度和强度)的聚酯纤维或聚酯纤维与粘胶纤维、竹纤维等再生天然纤维的一种或一种以上混合而成纤维。无纺布固结方式为水刺、热轧，优选水刺无纺布，表面平整均匀。无纺布的面密度为5～50gsm，当缓冲层树脂基体含量≥50％，熔体流动速率≥30g/10min，缓冲层面密度范围是30～50gsm，当缓冲层树脂基体含量＜50％，熔体流动速率＜30g/10min，缓冲层面密度范围是5～30gsm。树脂基体含量越高，熔体流动速率越大，相应的缓冲层面密度需越高，若选择的无纺布面密度过小，缓冲效果差；面密度过大，易在无纺布内部发生分层破坏。合适面密度的缓冲层作用可以缓解功能表面层和增强层因材质不同引起的收缩不一致导致的缺陷问题；可填充热塑性复合材料表面缩孔，得到表面平整的产品外观；可避免功能表面层刮伤后，增强层内的纤维裸露导致碎屑污染问题，提高产品耐刮擦性能。优选的，所述增强层由多层连续纤维增强热塑性复合材料预浸片组成。优选的、所述增强层的铺层结构属于对称铺层，包含但不限于以下铺层方式，优选铺层结构为[0/90/0]ns，[0/90/90/0]ns，[90/0/0/90]ns，[0/90/90/0/90/0]ns，[90/0/90/0/0/90]ns，[0/90/90/0/0/90/90/0]ns，[0/90/0/90/90/0/90/0]ns和[90/0/90/0/0/90/0/90]ns，其中n为单元循环数，n≥1的整数，n的大小取决于制品的厚度和性能要求。层数≥4，厚度≥1.2mm。所述连续纤维增强热塑性复合材料预浸片，由增强纤维经过熔融的基体树脂充分浸渍加工而成。所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等，线密度为1200tex、2400tex、4800tex，含量为40％～70％。所述的基体树脂由主体树脂、改性助剂等组成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能热塑性复合材料板，其特征在于：所述复合材料板由隔离层、功能表面层、缓冲层、增强层和介质层组成，各层经过热压复合后制成复合材料板，其中缓冲层分别嵌入至功能表面层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；隔离层的下表面与功能表面层的上表面贴合，具有可剥离的界面；功能表面层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离；所述功能表面层由主体树脂、功能助剂和填料组成的功能薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能热塑性复合材料板，其特征在于：所述复合材料板由隔离层、功能表面层、缓冲层、增强层和介质层组成，各层经过热压复合后制成复合材料板，其中缓冲层分别嵌入至功能表面层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；隔离层的下表面与功能表面层的上表面贴合，具有可剥离的界面；功能表面层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离；所述功能表面层由主体树脂、功能助剂和填料组成的功能薄膜。


2.根据权利要求1所述的一种多功能热塑性复合材料板，其特征在于：所述隔离层为全透明或半透明BOPET膜，厚度为10～50μm，透光率70～95％，雾度1～30％，光泽度20～30％，纵向横向拉伸强度≥2N/mm，断裂伸长率≤30％。


3.根据权利要求2所述的一种多功能热塑性复合材料板，其特征在于：所述隔离层还包括抗静电剂。


4.根据权利要求1所述的一种多功能热塑性复合材料板，其特征在于：所述主体树脂占70～90％，所述主体树脂为聚烯烃树脂的一种或一种以上组成；所述功能助剂占5～15％，所述功能助剂包括：0.1～0.5％抗菌剂、0.1～0.5％防霉剂、0.2～0.5％光稳定剂、0.2～0.5％硅酮母粒、0.2～0.5％爽滑剂、0.1～0.2％非离子型抗静电剂、0.1～15％防污助剂；所述填料占5～15％，所述填料选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化镁、氧化银中的一种或一种以上组成；所述功能表面层厚度为0.1mm～1.0mm，吸水率＜0.01％，表面达因值＜38。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，范欣愉，邓荣坚，肖鹏，熊鑫，蒲颖，孟姗姗，宋威，
申请(专利权)人：广州金发碳纤维新材料发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44