一种连续纤维增强热塑性无纬带编织物片材的制备工艺的制作方法

本发明涉及连续纤维增强复合材料领域，属于连续玻璃纤维无纺材料增强热塑性塑料，具体涉及一种连续纤维增强热塑性无纬带编织物片材的制备工艺。

背景技术：

玻璃纤维增强热固性树脂（FRP）（我国俗称玻璃钢）诞生于第二次世界大战，当时应用于军事上，二战结束后，因其轻质高强耐腐蚀等优异性能被应用于工业和交通等部门，六十年代世界FRP快速发展。而玻璃纤维增强热塑性塑料（GFRTP）诞生晚于FRP，但由于它比重更小，生产周期短，生产成本低，更适合工业化大生产，而且其废旧产品和边脚料可多次回收再利用，属环保友好型材料，而FRP不能回收再利用，在当今世界环境形势日益严重，环保日益受到重视情况下，GFRTP发展速度超过FRP，在欧洲一些发达国家已通过立法禁止一些部门使用FRP，而由GFRTP取代之。

GFRTP注塑产品其主要材料形态为粒料（在线一次注塑成型工艺除外），而GFRTP板状材料有采用GF织物浸渍法生产，有法国圣戈班公司Twintex法，美国PPG公司GMT法，这些工艺技术难度较大，一次设备投入较大，所以板材生产和应用在当今世界上不如注型制品，尤其在我国GFRTP板材研发和应用相对不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对世界GFRTP发展趋势及我国GFRTP研发应用状况，本发明从GF增强热塑性无纬带生产工艺技术入手，发明以其编织物及基本形态的GFRTP片材。

为实现上述发明目的，采用如下技术方案：

一种连续纤维增强热塑性无纬带编织物片材的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1,采用对应于塑料基体用纺织增强型浸润剂生产的GF无捻粗纱和热塑性塑料经挤拉成型工艺制备高性能GFRTP无纬带，GF无捻粗纱需进行单根张力控制，且GF无捻粗纱进行预烘；

步骤S2,将步骤S1制备的GFRTP无纬带通过专用编织机制备各种规格GFRTP无纬带编织物，编织物的边缘采用热点焊或超声波焊接工艺，使其不松边，利于下道工序加工；

步骤S3,将步骤S2中的GFRTP无纬带编织物采用热压成型工艺对GFRTP无纬带编织物直接加热压制，热压温度依各种不同塑料基材而定，制备热塑性无纬带编织物片材。

进一步，所述GF无捻粗纱的单丝直径为11～13μm，支数为200～800Tex。

进一步，所述GFRTP无纬带的厚δ=0.5～2mm，幅宽B=5～25mm。

进一步，所述无纬带编织物的厚δ=0.8～3mm，幅宽B=300～1300mm。

进一步，所述步骤S3中的GFRTP无纬带编织物可在其单面或双面添加塑料薄膜进行压制成片材。

进一步，所述步骤S3中的GFRTP无纬带编织物可单片、双片或多片进行热压成型。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明制备的编织物片材具有较高力学性能，表面光洁度高，可用作板材增强贴面，也可多层复合制成高性能板材，亦可用于制作各种高性能模压制品，可适应不同应用领域、不同性能、规格之需求，是一种具有广泛用途新的薄型高力学性能热塑性片材。

2、本发明对每根GF纱进行单独张力控制，以确保无纬带中各根GF等长，以使无纬带达较高力学强度，同时采用带编织设备进行编织，进行布边热点焊或塑料点焊，保证织物布边不散边，便于下步工序模压成型。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是GFRTP无纬带结构示意图；

图2是图1的截面结构示意图；

图3是GFRTP无纬带编织物结构示意图；

图4是图3的截面结构示意图；

图5是GFRTP无纬带编织物形态薄片材示意图；

图中所示：1—GF，2—热塑性塑料。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至图5所示，本发明采用连续玻璃纤维无捻粗纱制作玻璃纤维增强热塑性无纬带，再经编织成织物，后经热压制成热塑性片材，这种编织物片材具有较高力学性能，表面光洁度高，可用作板材增强贴面，也可多层复合制成高性能板材，亦可用于制作各种高性能模压制品，是一种具有广泛用途新的薄型高力学性能热塑性片材。

本发明通过如下工艺制备：

1、采用合适的GF无捻粗纱生产高性能GFRTP无纬带

选择对应于塑料基体用纺织增强型浸润剂生产的GF 1无捻粗纱作增强材料，GF经烘干，含油量1.5—1.6%，含水量＜0.1%,热塑性塑料2作基体，GF 1无捻粗纱需进行单根张力控制，且GF 1无捻粗纱进行预烘；GF 1无捻粗纱的单丝直径11～13um，粗纱支数200～800Tex，采用挤拉成型工艺制备GFRTP无纬带，GFRTP无纬带的厚δ=0.5～2mm，幅宽B=5～25mm。其中，对于PP，挤拉机的挤出机头温度设置为T_机头=230—300℃，挤出速度V=2—3 m/min；增强型浸润剂是将如下原料以重量百分比制成，成膜剂组分：聚氨酯乳液 10—12%，润滑剂 0.3—0.4%，偶联剂KH-550 0.5—0.8%，辅助材料：3—5%，其余为H₂O。

2、采用GFRTP无纬带编织成GFRTP无纬带编织物

将GFRTP无纬带通过专用编织机制备各种规格GFRTP无纬带编织物，编织物的边缘采用热点焊或超声波焊接工艺，使其不松边，利于下道工序加工；GFRTP无纬带编织物的厚δ=0.8～3mm，幅宽B=300～1300mm。

3、采用热压成型工艺制备热塑性无纬带编织物片材

将GFRTP无纬带编织物采用热压成型工艺对GFRTP无纬带编织物直接加热压制，热压温度依各种不同塑料基材而定，对于PP,热压预热温度T_预热=180—200℃，模温T_模=60—80℃，模压时间t=1—2min，GFRTP无纬带编织物可单片、双片或多片进行热压成型或者在其单面或双面添加塑料薄膜进行热压，制备热塑性无纬带编织物片材。

其中，本发明采用2～30根无纬带挤出成型模具，该模具既对GF纱磨损小，确保GF纱充分为塑料熔融体浸润，又能保证GF纱在无纬带中排列均匀，以及确保无纬带纤维不外露。

本发明通过上述工艺技术的实施，制备出高性能，多种规格的带状编织物形态之GFRTP片材，可适应不同应用领域不同性能、规格之需求。

以上内容仅之是对本发明此作简要说明，此属领域技术人员对上述描述的具体实施此做的各种各样修改补充，或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明结构或不超过本发明权利要求书此定义的范围，均应属于本发明保护范围。