本发明专利技术公开了一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，包括以下组分及重量份：增强填料35-60，热塑性树脂35-60，助剂0.5-5，所述增强填料为混合纤维，所述混合纤维包括55-95wt%的无机纤维和5-45wt%的有机纤维。本发明专利技术采用连续无机纤维与高性能有机纤维混合增强热塑性树脂基体的方式提高复合材料的性能，综合了多种不同纤维的优点，得到一种轻质、高强度、高模量，特别是抗冲击和耐疲劳性能有明显提高的连续纤维增强热塑性复合材料。本发明专利技术采用少量价格昂贵的高性能有机纤维与无机纤维混合，能够在有效降低成本的基础上达到更好的增强效果，满足材料更高的使用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热塑性复合材料，尤其涉及一种高性能的采用多种连续纤维混合增强的热塑性复合材料及其制备方法。
技术介绍
一般无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维等具有良好的抗蠕变性能和粘结性能，但他们在比强度、抗冲击性能等诸多方面不及超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维。 无机纤维增强复合材料最大的缺点为脆性，断裂伸长率低，在遭受冲击后容易引起损伤，并引起复合材料力学性能较大幅度地降低，尤其是冲击后的剩余压缩强度明显降低。因此，提高无机纤维增强复合材料的韧性和抗冲击性能是其广泛应用和发展的关键。超高分子量聚乙烯纤维具有良好的力学性能，是比强度最高的商业化纤维，另外它还具有高模量、高能量吸收能力和抗冲击能力以及耐磨、耐腐蚀等优点；同样，芳纶纤维也具有很高的强度和模量，并且表现出良好的热稳定性以及耐疲劳性、耐摩擦性、电绝缘性等。但是，目前市场上这两种高性能纤维的价格较为昂贵，难以满足在工业上大量应用而又需要将成本控制在较低范围的要求。经对现有技术文献的检索发现，如US5240974、EP0491043、CN1775516A等专利公开的技术，现有的纤维增强热塑性树脂复合材料，通常采用金属纤维、碳纤维或玻璃纤维等单一无机纤维作为增强材料，但是在某些领域如军工、航空、航天等，其强度依然较低而不能达到使用标准，因此目前急需一种强度更高、性能更为优越的纤维增强热塑性复合材料。目前，国内外已有关于玻璃纤维等无机纤维与其它纤维进行混合增强的报道，但多以短纤维共混及混合编织为主，还没有关于连续无机纤维混合连续有机纤维直接与树脂进行复合，以改善单一纤维增强热塑性复合材料性能的报道。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种，得到的复合材料不仅抗冲击和耐疲劳性能优异，还能以较低的价格达到更好的增强效果，满足更高的使用要求。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，包括以下组分及重量份增强填料 35-60，热塑性树脂35-60，助剂0. 5_5，所述增强填料为混合纤维，所述混合纤维包括55-95 wt%的无机纤维和5-45 wt%的有机纤维。 所述有机纤维选自超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维中的一种或两种。所述无机纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种或几种。所述无机纤维和有机纤维是连续无捻的，不同的纤维单丝直径相近，加工过程中可以规则地均勻地展开。所述热塑性树脂为聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯硫醚中的一种或几种。所述聚烯烃选自聚乙烯或聚丙烯。所述助剂为常用功能助剂，包括相容剂、抗氧剂、光稳定剂、脱模剂、成核剂、润滑齐U、抗静电剂、阻燃剂、色母中的一种或几种。一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料的制备方法，包括以下步骤将无机纤维和有机纤维按比例配置后放置于纱架上，并从纱架上共同引入展丝装置， 然后在牵引装置的牵引下均勻铺展开得到不同纤维均勻混合的连续纤维带，经过红外加热系统进行预加热后导入双挤出模头，预加热温度为180-220°C，预加热时间为5-lOs ；通过挤出涂覆的方法，采用双挤出模头将热塑性树脂和助剂熔融挤出并对连续纤维带进行预浸渍，在复合单元处复合成型，连续纤维带浸润完全后经过压平、冷却、切割成预浸带，得到高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料；其中，混合纤维35-60重量份，热塑性树脂 35-60重量份，助剂0. 5-5重量份，纤维和树脂含量通过调节挤出和牵引速度来控制，树脂挤出频率为10-20赫兹，牵引速度为5-10米/分钟。相关技术可参考公开号为CN101474868A的中国专利技术专利。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果本专利技术采用连续无机纤维与高性能有机纤维如超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维混合增强热塑性树脂基体的方式提高复合材料的抗冲击和耐疲劳性能，综合了多种不同纤维的优点，改善了单一无机纤维增强热塑性复合材料韧性差、抗疲劳强度差及有机纤维与其他材料的粘接性能差的弱点，得到一种轻质、高强度、高模量，特别是抗冲击性能和耐疲劳性能有明显提高的连续纤维增强热塑性复合材料，能够满足更高的使用要求。本专利技术仅采用少量价格昂贵的高性能有机纤维与无机纤维混合，因此能够在有效降低成本的基础上达到更好的增强效果，满足材料更高的使用要求。附图说明图1为本专利技术的生产工艺流程示意图。具体实施例方式下面结合附图及具体实施例详细描述本专利技术。各实施例中所用纤维性能如表1所示。无碱玻璃纤维(4588 2400tex)，PPG公司；玄武岩纤维(BC13-M00)，四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司；超高分子量聚乙烯纤维 (SP165/50)，上海斯瑞聚合体科技有限公司；芳纶纤维(TwaronlOOS)，日本帝人珠式会社。实施例1生产工艺流程如图1所示，将无碱玻璃纤维和芳纶纤维按表2所示的不同重量比放置于纱架上(S11)，并从纱架上共同引入展丝装置(S12)，然后在牵引装置的牵引下均勻铺展开得到无碱玻璃纤维和芳纶纤维均勻混合的连续纤维带(S13)，再经过红外加热系统进行预加热后导入双挤出模头，预加热温度为200°C，预加热时间为8s。基体树脂选为聚丙烯，助剂为相容剂PP-g-MAH，通过挤出涂覆的方法，采用双挤出模头将改性树脂熔融挤出 (S14)并对连续纤维带进行预浸渍，在复合单元处复合成型(S15)，连续纤维带浸润完全后经过压平(S16)、冷却、切割得到无碱玻璃纤维和芳纶纤维混合增强聚丙烯复合材料预浸带 (S17)，最后将预浸带压制成板材(S18)。其中，混合纤维45重量份，聚丙烯50重量份，相容剂5重量份，纤维和树脂含量通过调节挤出和牵引速度来控制；具体工艺参数树脂挤出频率为15-18赫兹，牵引速度为5-7米/分钟。将预浸带压制成型，将得到的样品按照GB/T1040、GB/T1043、GB/T9342进行裁样， 将所制成的样条在相应的国家标准的条件下进行测试，结果列于表2中。实施例2实施例2中增强纤维为无碱玻璃纤维和超高分子量聚乙烯纤维；其他操作过程及测试方法与实施例1相同，测试结果列于表3中。实施例3实施例3中增强纤维为无碱玻璃纤维和芳纶纤维；基体树脂为尼龙6 ；助剂为抗氧剂 1010和抗氧剂168。其他操作过程及测试方法与实施例1相同，测试结果列于表4中。实施例4实施例4中增强纤维为无碱玻璃纤维和超高分子量聚乙烯纤维；其他操作过程及测试方法与实施例3相同，测试结果列于表5中。实施例5实施例5中增强纤维为玄武岩纤维和芳纶纤维；其他操作过程及测试方法与实施例3 相同，测试结果列于表6中。实施例6将55 wt%的碳纤维和45 wt%的超高分子量聚乙烯纤维按比例配置后放置于纱架上， 并从纱架上共同引入展丝装置，然后在牵引装置的牵引下均勻铺展开得到不同纤维均勻混合的连续纤维带，经过红外加热系统进行预加热后导入双挤出模头，预加热温度为220°C， 预加热时间为IOs ；通过挤出涂覆的方法，采用双挤出模头将聚碳酸酯和光稳定剂熔融挤出并对连续纤维带进行预浸渍，在复合单元处复合成型，连续纤维带浸润完全后经过压平、 冷却、切割成预浸带，得到高性能的连续纤维混合增强聚碳酸酯复合材料；其中，混合纤维 35重量份，聚碳酸酯60重量份，光稳定剂5重量份，纤维和树脂含量通过调节挤出和牵引速度本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，包括以下组分及重量份增强填料35-60，热塑性树脂35-60，助剂0. 5_5，其特征在于，所述增强填料为混合纤维，所述混合纤维包括55-95 wt%的无机纤维和5-45 wt%的有机纤维。2.如权利要求1所述的一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，其特征在于，所述有机纤维选自超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维中的一种或两种。3.如权利要求1所述的一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，其特征在于，所述无机纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种或几种。4.如权利要求1所述的一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，其特征在于，所述无机纤维和有机纤维是连续无捻的，不同的纤维单丝直径相近，加工过程中规则地均勻地展开。5.如权利要求1所述的一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，其特征在于，所述热塑性树脂为聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯硫醚中的一种或几种。6.如权利要求5所述的一种高性能的连续纤维混合增强热塑性复合材料，其特征在于，所述聚烯烃选自聚乙烯或聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：冉廷宝，
申请(专利权)人：辽宁杰事杰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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