本发明专利技术公开了一种热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系及其原位注射拉挤成型纤维增强材料的方法，属于树脂基复合材料制备技术领域。本发明专利技术首先将PMMA溶解于MMA内，加入填料，得到一定粘度的PMMA
【技术实现步骤摘要】
一种热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系及其原位注射拉挤成型纤维增强材料的方法
[0001]本专利技术涉及一种热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系及其原位注射拉挤成型纤维增强材料的方法，属于树脂基复合材料制备
技术介绍
[0002]纤维增强树脂基复合材料具备轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点，已在航空航天、轻量化汽车、建筑建材、风电叶片等领域内广泛应用。相比于纤维增强热固性树脂基复合材料，纤维增强热塑性树脂基复合材料生产效率高、污染小、原材料利用率高，且制品拥有更高韧性、更高冲击强度以及具有可回收、可焊接、使用寿命长的特点，但热塑性树脂如聚醚醚酮、聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯室温下呈固态、熔融状态下流动性差，导致纤维浸渍困难，制约纤维增强热塑性树脂基复合材料推广应用。
[0003]热塑性甲基丙烯酸酯树脂黏度低，利用其原位聚合可实现高浸渍度、高纤维含量、高性能纤维增强热塑性复合材料的制备，解决热塑性复合材料设备投资大与生产成本高的经济效应难题。然而，制备原位聚合成型用甲基丙烯酸酯树脂时，其放热量大导致模腔中温度高使聚合失控，生产效率低，且体系内含有引发剂与促进剂需低温储存与运输，因此纤维增强甲基丙烯酸酯树脂基复合材料未能大规模推广应用。中国专利CN102181115A提出一种聚甲基丙烯酸酯制品及其制备方法，但在实践过程中，PMMA与MMA混合均匀后，加入引发剂，通过反应热使PMMA溶解，溶解效果差，体系粘度高达10000Pa
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S至200万Pa
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S无法应用于纤维增强热塑性复合材料原位注射拉挤成型，且反应热使MMA爆聚，并且PMMA
‑
MMA体系内存在引发剂仍需低温储存与运输。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对上述现有技术中存在的不足，提供一种热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系及其原位注射拉挤成型纤维增强材料的方法。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，该树脂体系包括PMMA
‑
MMA复合树脂、引发剂、脱模剂和分散剂；其中PMMA
‑
MMA复合树脂的粘度为100
‑
1000mPa
·
S，PMMA
‑
MMA复合树脂由PMMA、MMA和填料构成。
[0007]进一步限定，PMMA
‑
MMA复合树脂按质量份计包括40
‑
80份PMMA、20
‑
60份MMA和0.5
‑
30份填料。
[0008]进一步限定，将PMMA、MMA和填料混合后在60℃
‑
220℃条件下溶解，得到PMMA
‑
MMA复合树脂。
[0009]进一步限定，按质量份计，引发剂为0.5
‑
3份，脱模剂为0.5
‑
3份，分散剂为0.5
‑
2份。
[0010]进一步限定，引发剂为过苯甲酸叔丁酯、氮
‑
氮二甲基对甲苯胺、过氧化二苯甲酰、
偶氮二异丁腈中的一种或几种混合。
[0011]进一步限定，填料为氢氧化铝、沉淀二氧化硅、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粘土、有机粘土、云母粉中的一种或几种混合。
[0012]进一步限定，分散剂为改性聚氨酯溶液。
[0013]更进一步限定，分散剂为BYK
‑
W974。
[0014]进一步限定，脱模剂为有机脂肪酸，一种脂类与胺类混合溶液。
[0015]本专利技术的目的之二是提供一种上述热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系的制备方法，在60℃
‑
220℃条件下将PMMA溶解在MMA中，加入填料，得到粘度为100
‑
1000mPa
·
S的PMMA
‑
MMA复合树脂，冷却至20℃
‑
30℃，加入引发剂、脱模剂和分散剂，搅拌均匀，得到原位注射拉挤成型用PMMA
‑
MMA树脂体系。
[0016]本专利技术的目的之三是提供一种上述热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系原位浸渍注射拉挤成型纤维增强材料的方法，该方法为将PMMA
‑
MMA树脂体系置于注胶机内，然后泵入拉挤模具内完成纤维浸渍，牵引纤维通过拉挤模具，升温固化，得到纤维增强热塑性复合材料。
[0017]进一步限定，升温固化条件为：80℃
‑
180℃恒温。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术以PMMA为主要原料，通过在MMA中熔融，以及PMMA、填料与MMA质量比的调节，实现PMMA
‑
MMA复合树脂粘度的特定调控，并降低了后续制品成型过程中放热量与固化收缩率，解决原位注射拉挤成型用甲基丙烯酸酯树脂制备时MMA预聚失控的问题。
[0020](2)本专利技术可以将纤维增强热塑性复合材料原位注射拉挤成型用PMMA
‑
MMA树脂体系和其他组分(引发剂、填料和分散剂)分离保存，解决了树脂体系低温储存与运输的问题。
[0021](3)本专利技术采用有机脂肪酸作为脱模剂，其与原位注射拉挤成型用PMMA
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MMA树脂体系相融性高，可以改善基体流动性，提高线速度，同时对填料、纤维等有润湿、偶联作用，提高制品力学性能，并在固化过程中迁移至制品表面形成化学反应膜，保持制品与模具间的隔离，保证制品表面光滑。
[0022](4)本专利技术提供的热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系能够应用于原位浸渍注射拉挤成型中制备纤维增强材料，制品具有良好的力学性能与耐久性能，在航空航天、汽车工业、建筑、能源、储能等领域有着极其宽广的应用前景，且可以显著提高经济效益。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0025]下述实施例中份数均以质量份计，实施例中所有原料均为市售。分散剂为BYK
‑
W974，脱模剂为NODA
‑
1968。
[0026]实施例1：
[0027]本实施例采用连续制备纤维增强热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂基复合材料树脂原位浸渍注射拉挤方式成型。具体步骤如下：
[0028]第一步，成型前工艺：
[0029]穿纱，从纤维纱架引出玻璃纤维丝束，穿过导纱板、拉挤模具与牵引装置；纤维张拉，利用牵引装置夹持张拉纤维丝束，并控制丝束张力在限定值范围内；拉挤模具预热，加热拉挤模具至120℃。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种原位注射拉挤成型用热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，其特征在于，包括PMMA
‑
MMA复合树脂、引发剂、分散剂和脱模剂；其中PMMA
‑
MMA复合树脂的粘度为100
‑
1000mPa
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S，PMMA
‑
MMA复合树脂由PMMA、MMA和填料构成。2.根据权利要求1所述的原位注射拉挤成型用热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，其特征在于，PMMA
‑
MMA复合树脂按质量份计包括40
‑
80份PMMA、20
‑
60份MMA和0.5
‑
30份填料。3.根据权利要求1所述的原位注射拉挤成型用热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，其特征在于，将PMMA和MMA混合后在60℃
‑
220℃条件下溶解，加入填料，得到PMMA
‑
MMA复合树脂。4.根据权利要求1所述的原位注射拉挤成型用热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，其特征在于，按质量份计，引发剂为0.5
‑
3份，分散剂为0.5
‑
2份，脱模剂为0.5
‑
3份。5.根据权利要求1所述的原位注射拉挤成型用热塑性甲基丙烯酸甲酯树脂体系，其特征在于，引发剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：咸贵军，田凌宇，张朴轩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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