一种耐磨热塑性树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于复合材料技术领域，涉及一种热塑性树脂复合材料及其制备方法。该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成：连续纤维40~60%、热塑性树脂27~42%、增容剂3~5%、抗氧剂0.3~0.6%、耐磨辅料8~13%。本发明专利技术制备的复合材料本身具备耐磨功能并且比强度高，耐冲击性能好，悬臂梁缺口冲击强度可达到100KJ/㎡以上，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，在很多方面可以得到广泛使用，并且该复合材料的制造过程中不需要使用任何溶剂，制品成型时纯系物理过程，无化学反应，清洁环保，易回收进行二次加工，不对环境产生污染。

Wear resistant thermoplastic resin composite material and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of composite materials, in particular to a thermoplastic resin composite material and a preparation method thereof. The composite material is composed of components comprising the following percentage of mass: continuous fiber, 40~60%, thermoplastic resin, 27~42%, compatibilizer, 3~5%, antioxidant 0.3~0.6%, and abrasion resistant excipient 8~13%. The composite material prepared by the invention itself has high strength and abrasion resistance, good impact resistance, Izod impact strength can reach more than 100KJ/ square meters, anti aging corrosion resistance, light weight, easy processing, can be widely used in many aspects, and the manufacturing process of the composite material in need not use any the solvent, products forming pure physical process, no chemical reaction, clean, easy recovery of the two processing, not pollute the environment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，涉及一种热塑性树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
目前在装饰、车厢壁板等领域尚未用到连续纤维增强的热塑性树脂复合材料，通过在此复合材料中引入耐磨功能，使连续纤维增强的热塑性树脂复合材料具备了耐磨功能，同时更好的发挥了该材料的优点，可广泛用于箱柜壁板、车厢壁板和外观装饰板等方面。通常制作箱柜壁板、车厢壁板和外观装饰板等，所用材料如:三合板、塑料板、涂料等，均不具有耐磨的功能。长期使用后，表面会出现摩擦产生的痕迹，如划痕、麻点等，影响美观效果，进行表面处理时增加不必要的支出。也有使用一些耐磨材料，但通常这些材料的力学性能较差，耐冲击性能不理想，无法维持较高的产品使用寿命。参考文献《Journal ofThermoplastic Composite Materials)), ((The Impact and Tribological Properties ofPTFE Composites Filled with PA6》。另外,在耐磨材料领域普遍材料或多或少存在重量大，而且长期在户外使用，其耐腐蚀性和抗氧性能不佳，或存在不易加工、强度差的缺点，并且这些材料的力学性能一般，耐冲击性能无法承受较强的冲击力，且不可回收污染环境。中国专利20110240465.0公开了一种连续纤维增强热塑性树脂预浸带的制备装置及其应用，中国专利20110232466.0公开了一种连续纤维增强热塑性树脂预浸带及其制备方法，该热塑性树脂预浸带包含以下重量份组份:热塑性树脂30-80%、纤维10-60%、相容剂0.5-3%、抗氧剂0.2-0.5%、润滑剂0.3-2%、吸波物质1_40%，但所制备的预浸带的耐磨性能还需要进一步提高。
技术实现思路
针对现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种耐磨热塑性树脂复合材料，该复合材料具有表面耐磨无需表面处理，使用寿命长，比强度高，耐冲击性能好，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，易回收等优点。本专利技术的另一个目的是提供一种上述耐磨热塑性树脂复合材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种热塑性树脂复合材料，该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成:连续纤维40-60%,热塑性树脂27~42%,增容剂3~5%,抗氧剂0.3-0.6%，耐磨辅料8~13%。所述的连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。所述的热塑性树脂为尼龙6或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。所述的增容剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷或异氰尿酸三缩水甘油酯。所述的抗氧剂为三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β _(3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比为1:广1:4。所述的耐磨辅料为聚四氟乙烯。一种上述热塑性树脂复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)按上述配比称取质量百分比为27~42%的热塑性树脂、3^5%的增容剂、0.3^0.6%的抗氧剂和8~13%的耐磨辅料；将上述原料搅拌，混合均匀；(2)将步骤(1)得到的混合物加入到双螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，使薄膜达到均匀连续的状态；(3)将质量百分比为40-60%的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维；(4)将步骤(3)中预热的连续纤维和步骤(2)中通过模头挤出淋膜得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带；(5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加后热压，然后进行冷压定型，制备得到耐磨热塑性树脂复合材料。所述的步骤(1)中热塑性树脂使用前经过烘箱在115~125°C进行干燥，其含水率不超过0.02%。所述的步骤(1)的搅拌时间为8(Tl60s。所述的步骤(2)中所述的挤出机的挤出温度为25(T320°C;当热塑性树脂为尼龙6时，挤出温度为29(T320°C，热塑性树脂为PBT时挤出温度为25(T290°C。所述的步骤(3)中的预热温度18(T220°C。所述的步骤(4)所述的复合具体为:在复合单元中两挤出模头位置上下交错挤出树脂薄膜，预热后的连续纤维从两挤出模头交错的缝隙中穿过，连续纤维与其中之一的挤出模头接触并产生一定的张力，使得熔融的高温流体对连续纤维带进行预浸溃，接着纤维带的另一侧与另一挤出模头接触并也产生一定张力对纤维带的另一侧进行预浸溃，浸溃后通过通有1(T20°C冷却水的复合辊进行冷却，使完成复合后的预浸带表面温度为6(T70°C，然后通过预浸带生产线的压平单元将预浸带压平得到预浸带。所述的步骤(5)中叠加方式为根据预浸带中连续纤维的方向，按照0° /90°排列；所述的步骤(5)中热压在热压机中进行；热压机优选为平板硫化机。所述的步骤(5)中热压压力为l~2MPa，热压时间维持在4(T60min ;在热压过程中进行排气操作，即热压机闭合IOmin后开启，进行排气后再闭合进行热压。所述的步骤(5)中热压温度为21(T250°C，当热塑性树脂为尼龙6时热压温度为230-250°C，热塑性树脂为PBT时热压温度为21(T230°C。所述的步骤(5)中冷压压力2飞MPa，冷压时间3(T60min，冷压后复合材料表面温度降至80°C以下。所述的步骤(5)中冷压压力2飞MPa，冷压时间3(T60min，冷压后复合材料表面温度降至80°C以下。本专利技术同现有技术相比，具有如下优点和有益效果:1、本专利技术的复合材料通过添加了聚四氟乙烯，使材料具备较低的耐磨系数，最终使复合板材实现耐磨功能，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的性能。2、本专利技术的复合材料本身具备耐磨系能，不需额外进行表面处理，使用寿命长，且易制造和加工，耐冲击性能好，抗老化耐腐蚀，重量轻，易回收，属于用途广泛的耐磨装饰材料。 3、本专利技术提供了一种带有耐磨功能的热塑性树脂复合材料，将热塑性树脂复合材料的使用范围进一步扩大，起到耐磨的作用，并且不影响热塑性树脂复合材料原有的功能。4、本专利技术制备的复合材料本身具备耐磨功能并且比强度高，耐冲击性能好，由于增强纤维在复合材料中是连续而无断损的，从而保证了材料突出的高强度和高刚性；又由于所用的基体树脂是热塑性的，更是赋予了 TPAC复合材料优异的高低温抗冲击韧性，吸收撞击载荷能力强。特别是复合材料在低温下仍然具有很高的冲击强度。悬臂梁缺口冲击强度可达到100KJ/m2以上，抗老化耐腐蚀，重量轻，易加工，在很多方面可以得到广泛使用，并且该复合材料的制造过程中不需要使用任何溶剂，制品成型时纯系物理过程，无化学反应，清洁环保，易回收进行二次加工，不对环境产生污染。【附图说明】图1为本专利技术的耐磨热塑性树脂复合材料的结构示意图；1为热塑性树脂，2为耐磨辅料，3为连续纤维。【具体实施方式】以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1一种热塑性树脂复合材料，由包含以下质量百分比的组分制成:连续纤维50%,尼龙634%,增容剂4.7° 0抗氧剂0.3%,耐磨辅料11%;其中:连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱。增容剂为Y-氨丙基二乙氧基硅烷。抗氧剂为三[2.4- 二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β - (3，5- 二叔丁基_4_羟基苯基)丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性树脂复合材料，其特征在于：该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成：FDA00001869680600011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种热塑性树脂复合材料，其特征在于:该复合材料由包括以下质量百分比的组分制成:连续纤维40~60%,热塑性树脂27~42%,增容剂3-5%,抗氧剂0.3~0.6%，耐磨辅料8~13%。2.根据权利要求1所述的热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的连续纤维为无碱玻璃无捻粗纱； 或所述的热塑性树脂为尼龙6或聚对苯二甲酸丁二醇酯。3.根据权利要求1所述的热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的增容剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷或异氰尿酸三缩水甘油酯。4.根据权利要求1所述的热塑性树脂复合材料，其特征在于:所述的抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和四[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的混合物，其中:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯与四[β- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯的重量比为1:广1:4; 或所述的耐磨辅料为聚四氟乙烯。5.—种权利要求1-4中任一所述的热塑性树脂复合材料的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)按权利要求1所述的配比称取质量百分比为27~42%的热塑性树脂、3~5%的增容剂、0.3^0.6%的抗氧剂和8~13%的耐磨辅料；将上述原料搅拌，混合均匀； (2)将步骤(1)得到的混合物加入到双螺杆挤出机中，熔融共混通过模头挤出进行淋膜，得到均匀连续的树脂薄膜； (3)将质量百分比为40-60%的连续纤维通过牵引单元平行进行展丝，使纤维展丝均匀平整后进入烘箱进行预热得到预热的连续纤维； (4)将步骤(3)中预热的连续纤维和步骤(2)中通过模头挤出淋膜得到的树脂薄膜通过复合单元进行复合形成预浸带； (5)将预浸带按要求裁切后根据所需厚度进行叠加热压，然后进行冷压定型，制备得到耐磨热塑性树脂复合材料。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可心，
申请(专利权)人：辽宁辽杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：