一种热塑性复合材料的成型方法技术

本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，公开了一种热塑性复合材料的成型方法，该方法包括以下步骤：（1）把1-99份预浸料置于注塑机模具型腔中，合模，把热塑性组合物或热塑性树脂加入料斗中，加热熔融成熔体，注射1-99份；（2）把保护气体从主流道或直接由模具型腔注入熔体中，熔体在保护气体的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔；（3）气体保压，使制件在保持气体压力的情况下冷却；（4）排气，回收气体，脱模，成型得到热塑性复合材料。本发明专利技术的成型方法简单、快速、原料能够一体成型。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于高分子复合材料
，公开了，该方法包括以下步骤：（1）把1-99份预浸料置于注塑机模具型腔中，合模，把热塑性组合物或热塑性树脂加入料斗中，加热熔融成熔体，注射1-99份；（2）把保护气体从主流道或直接由模具型腔注入熔体中，熔体在保护气体的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔；（3）气体保压，使制件在保持气体压力的情况下冷却；（4）排气，回收气体，脱模，成型得到热塑性复合材料。本专利技术的成型方法简单、快速、原料能够一体成型。【专利说明】
本专利技术属于高分子复合材料
，涉及。
技术介绍
热塑性复合材料是指以热塑性树脂为基体，以各种纤维为增强材料而制成的复合材料。热塑性树脂是指在一定温度范围内具有可反复加热软化、冷却硬化特性的树脂品种。热塑性树脂种类很多，一般可分为通用树脂(也称通用塑料)如聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等，工程树脂(也称工程塑料)如尼龙、聚甲醛、聚苯醚、聚碳酸酯、聚酯等，特种工程树脂(也称特种工程塑料)如聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰亚胺等。热塑性树脂由于加工方便、可回收利用，综合性能良好，已广泛的应用于各个行业中。热塑性树脂被纤维增强后，强度、模量、抗冲击性能和耐热性能都有全面的提高，用途大大的拓宽。短纤维增强热塑性树脂为热塑性复合材料的主要增强方式，通过挤出机造粒，然后通过注塑机注塑成型。注塑成型一般可分为注塑(注射)_保压-冷却-脱模4个阶段。这种成型方法具有工艺简单、成型周期短、能够成型结构比较复杂的制件等优点。然而，这种工艺的缺陷也很多(I)成型中空产品困难。注塑工艺成型中空制品，一方面，一般模具型腔设计非常复杂，昂贵的模具设计费大幅的增加了制品的成本；另一方面，模具型腔设计非常复杂会使成型制件次品率升高。(2)成型制品壁厚差距较大时，通过普通注塑成型，注塑制品会产生缩痕，影响制件外观及力学性能(3)熔体残余应力会带来制品翘曲变形、熔体堆积处塌陷。(4)纤维长度是决定复合材料力学性能尤其是强度和抗冲击性能是否优异的重要因素。在混合和注塑过程中，纤维会被逐渐剪碎，最终制品中纤维长度为0.1-0.7_。通过注塑成型得到的复合材料强度与抗冲击性能都不是很优异。一般来说，长纤维比短纤维具有更佳的增强效果。为了使制品中的纤维长度足够长，人们对长纤维、连续纤维增强热塑性树脂的成型工艺和成型制品进行了大量的研究。其中，具有代表性的是GMT复合材料及其工艺。GMT是一种以热塑性树脂为基体，连续纤维或长纤维为增强材料的复合材料，由于制品加工过程中纤维基本不发生断裂，所以力学性能优异，尤其是具有突出的高抗冲击性能。GMT成型工艺大致分为以下几个步骤:下料-枉料预热-压膜-裁边-成品，成型时压力小，成型制品周期短，自动化程度较高。但是，GMT复合材料空隙率高，次品率高、制品质量不稳定，成型工艺只能成型一些结构简单的制件，这些都制约了其发展。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供了，该方法包括以下步骤:(I)把1-99份预浸料置于注塑机模具型腔中，合模，把热塑性组合物或热塑性树脂加入料斗中，加热熔融成熔体，注射1-99份；(2)把保护气体从主流道或直接由模具型腔注入熔体中，熔体在保护气体的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔；(3)气体保压，使制件在保持气体压力的情况下冷却；(4)排气，回收气体，脱模，成型得到热塑性复合材料。所述的注塑机模具的预热温度为20°C _180°C。所述的熔体在注射时，料筒温度为加料段温度为(也称固体输送段)100°C -300°C, 压缩段(也称熔融段)温度为140°C -400°C，均化段温度(计量段)140°C -400°C;注射压力为 5-200Mpa，注射时间为 1-1OOs0所述的预浸料与注入熔体的体积为模具型腔体积的50%_99%。所述的把保护气体从主流道或直接由模具型腔注入熔体中，注气时间为1-lOOs， 注气压力为5-40Mpa。所述的保护气体为氮气或二氧化碳。所述的气体保压的压力为5_40Mpa，时间为l_300s。所述的复合材料拉伸强度大于lOOMpa。所述的热塑性复合材料包括1-99份预浸料，1-99份热塑性组合物或热塑性树脂。所述的预浸料选自单向预浸带或预浸布中的至少一种。本专利技术中，预浸料与热塑性组合物都为自制产品。预浸料的制备方法包括以下步骤:称取5-80份热塑性树脂、0-80份填料、0-60份增韧剂、0_60份阻燃剂、0_30份 助剂，通过混合机搅拌5-20分钟。把混合料由料斗处加入螺杆挤出机中，挤出机温度区 间为100-400°C，挤出速度为50-500转/分钟，挤出料挤入熔体槽中，保持熔体槽温度为 100-4000C，从熔体槽的一侧弓IA 20-95份纤维，另一侧引出纤维，纤维牵引速度为I米_100 米/分钟，经过压机压制，制备得到单向预浸带；或:称取5-80份热塑性树脂、0-80份填料、0_60份增韧剂、0_60份阻燃剂、0_30份助 齐U，通过混合机搅拌5-20分钟；把混合料由料斗处加入螺杆挤出机中，挤出机温度区间为 100-4000C，挤出速度为50-500转/分钟，挤出成膜；热塑性树脂膜厚为1_10_，将20-95份 纤维与热塑性树脂膜交替层叠，夹具夹好后，经牵引通过加热区，加热温度为100-40(TC，经 过压机压制，制备得到预浸布。热塑性组合物的制备方法包括以下步骤:称取10-100份热塑性树脂，0-100份填料、0-40份增韧剂、0_20份阻燃剂、0_30份 助剂，通过混合机搅拌5-20分钟；把混合料由料斗处加入双螺杆挤出机，玻纤喂料口处加 入纤维0-60份，挤出机温度区间为100-400°C，挤出速度为50-500转/分钟，牵引，切粒，制备得到热塑性组合物。本专利技术中，预浸料由包括但不局限于以下重量份数的组分制成:5-80份热塑性树 脂、20-95份纤维、0-80份填料、0-60份增韧剂、0_60份阻燃剂、0_30份助剂。热塑性组合物 由包括但不局限于以下重量份数的组分制成:10-100份热塑性树脂、0-60份纤维、0-100份 填料、0-40份增韧剂、0-20份阻燃剂、0-30份助剂。以上所述的热塑性树脂选自聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚对苯 二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮或聚苯硫醚中的一种或一种以上；其中:聚酰胺 进一步选自聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺1010、聚酯树脂、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸橡胶共聚 物(ASA)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚酰胺11或聚酰胺12的一种或一种以上。所述的纤维包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、陶瓷纤维或 聚对苯二甲酰对苯二胺纤维中的一种或一种以上；其中:聚酰胺纤维优选聚酰胺6纤维、聚 酰胺66纤维、聚酰胺1010纤维、聚酰胺11纤维或聚酰胺12纤维中的一种或一种以上。所述的填料为无机填料；优选滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、玻璃微珠或玻璃粉中的一 种或一种以上。所述的增韧剂选自抗冲树脂、橡胶、抗冲树脂接枝聚合物或橡胶接枝聚合物中 的一种或一种以上；优选乙烯辛烯共聚物(P0E)、氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性复合材料的成型方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）把1?99份预浸料置于注塑机模具型腔中，合模，把热塑性组合物或热塑性树脂加入料斗中，加热熔融成熔体，注射1?99份；（2）把保护气体从主流道或直接由模具型腔注入熔体中，熔体在保护气体的驱动下继续向前流动，直至充满整个型腔；（3）气体保压，使制件在保持气体压力的情况下冷却；（4）排气，回收气体，脱模，成型得到热塑性复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨桂生，孙利明，李万里，姚晨光，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：