一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板的制作方法

1.本实用新型属于热塑性复合材料技术领域。更具体地，涉及一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板。


背景技术：

2.目前纤维增强热塑性复合材料由于其轻质、高刚度、高韧性、可回收等特点，作为内衬板材料已经在冷藏车、冷藏集装箱或厢式货车等商用车轻量化领域广泛应用，但还仅局限于作为内衬板使用，外用的情况较少，主要原因是外用的厢板无论对材料的力学性能，抗老化，耐腐蚀，隔热等使用性能要求较高之外，还需进行胶粘密封、喷漆、印刷等加工处理，事故车修复、日常刮擦保养的维护性能均比内板要求严格。而目前热塑性复合材料板存在表面不平整，不易胶粘，密封以及事故后难以修复等短板问题，正大大限制轻量化应用市场和高速增长的势头，因此亟需开发一款适合外用的热塑性复合材料板。
3.专利cn 107571577a公开了一种复合材料板，还包括分别与复合材料层上、下表面粘合为一体的上胶粘层和下胶粘层，以及与上胶粘层上表面粘合为一体的功能面层，以及与功能面层上表面粘合为一体的可剥离的保护膜，此复合材料板具有优异的抗冲击性和高机械强度、抗老化以及耐刮擦等优点，可以作冷藏集装箱、冷藏车、货车、房车等特殊运输设施的内衬板，替代传统的钢板或热固性复合材料产品，解决了传统材料比重大、抗冲击性能差等问题。
4.专利cn 208069046u公开了一种房车用连续玻纤增强聚丙烯复合材料外墙板，由外而内依次设有bopet薄膜层、热熔胶膜粘接层、连续玻璃纤维增强pp复合材料基板层、聚酯无纺布层，具有高光泽度、外观质量凭证、耐冲击强度高、环保科回收、无voc、轻量化等优点。解决了传统热固材料生产过程中对环境的影响，无任何有机溶剂的挥发，且生产效率高，不需要固化的过程。
5.本实用新型一种易修复易胶粘热塑性复合材料，是纤维增强热塑性复合材料与聚酯薄膜复合而成的多功能材料板，本实用新型可替代传统车厢板材料，解决了现有热塑性复合材料表面不平整，以及难以粘接，不易修复等使用问题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是克服现有热塑性复合材料板难以粘接/密封，不易修复的缺陷和不足，提供一款新型的功能面层，以及用其加工而成的适合外用的，易修复易胶粘的热塑性复合材料板，可以直接进行发泡或胶粘，与保温材料、蜂窝芯或泡沫板等组成三明治结构的车厢板，具有优异的力学性能、抗老化性、抗菌性能，表面美观大方，易于胶粘，可以采用常规的胶水进行密封和胶粘修复。
7.本实用新型的目的是提供一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板。目的是提供一种可以突破解决热塑性复合材料外观和难以胶粘、不易修复的问题，将热塑性复合材料内衬板外用。
8.本实用新型上述目的通过以下技术方案实现：
9.一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，所述复合材料板由pet膜、热熔胶层、缓冲层、增强层和介质层组成，其中缓冲层分别嵌入至热熔胶层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；pet膜的下表面与热熔胶层的上表面贴合，具有可剥离的界面；热熔胶层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离。
10.优选的，所述pet膜厚度为0.1mm～1mm。高温热压时，不易收缩起皱，适合与多层复合材料同时热压成型。
11.所述pet膜包括80％～90％的pet树脂，1～10％聚酯树脂，0.5％～10％的助剂，0.5％～10％填料等。所述的聚酯树脂为pen、ptt、petg等可与pet相容的高分子树脂材料一种或多种组合，可以提高pet膜水气阻隔性，增强紫外线的阻隔性能和耐热性能或撕裂性能等；所述助剂包括主抗氧化剂(如酚类抗氧化剂)，辅抗氧剂(如亚磷酸酯，硫醚类抗氧剂)，光稳定剂(如苯并三唑类紫外吸收剂、草酸酰胺类光稳定剂、三嗪类光稳定剂、受阻胺类光稳定剂)，抗菌防霉剂(如金属离子类、光催化类等无机抗菌剂)，润滑剂(如硬脂酸锌、硬脂酸钙、脂肪酰胺、聚乙烯蜡、硅酮塑料助剂等)，抗静电剂等一种或多种组合；所述的填料包括纳米二氧化钛，硫化锌，氧化锌、滑石粉等一种或多种组合。改性后的pet膜表面具有极性基团，适用大部分聚氨酯胶水的胶粘和密封，易修复，并且耐黄变、抗老化，阻隔水气、耐高温性能优异，具有永久抗菌防霉特性，并且满足食品安全要求，不受限于外部环境，可内外两用。
12.优选的，热熔胶层为改性pes胶膜/网，面密度为40～120gsm。可直接热熔粘接，剥离强度高，不需要对pet膜进行电晕处理；环保不含有毒有害成分；tvoc低，气味等级3以下。
13.优选的，所述缓冲层为多孔疏松的无纺布材料，构成无纺布的材质为长度10～65mm(保证无纺布均匀度和强度)的聚酯纤维或聚酯纤维与粘胶纤维、竹纤维等再生天然纤维的一种或一种以上混合而成纤维。无纺布固结方式为水刺、热轧，优选水刺无纺布，表面平整均匀。无纺布的面密度为5～50gsm，当缓冲层树脂基体含量≥50％，熔体流动速率≥30g/10min，缓冲层面密度范围是30～50gsm，当缓冲层树脂基体含量＜50％，熔体流动速率＜30g/10min，缓冲层面密度范围是5～30gsm。树脂基体含量越高，熔体流动速率越大，相应的缓冲层面密度需越高，若选择的无纺布面密度过小，缓冲效果差；面密度过大，易在无纺布内部发生分层破坏。
14.合适面密度的缓冲层可作为热熔胶层与增强层间的胶粘介质，提高pet膜的剥离强度；可填充热塑性复合材料增强层的表面缩孔，得到表面平整的产品外观；可避免pet膜刮伤后，增强层内的纤维裸露导致碎屑污染问题，提高产品耐刮擦性能。
15.优选的，所述增强层由多层连续纤维增强热塑性复合材料预浸片组成。
16.优选的、所述增强层的铺层结构属于对称铺层，包含但不限于以下铺层方式，优选铺层结构为[0/90/0]
ns
，[0/90/90/0]
ns
，[90/0/0/90]
ns
，[0/90/90/0/90/0]
ns
，[90/0/90/0/0/90]
ns
，[0/90/90/0/0/90/90/0]
ns
，[0/90/0/90/90/0/90/0]
ns
和[90/0/90/0/0/90/0/90]
ns
，其中n为单元循环数，n≥1的整数，n的大小取决于制品的厚度和性能要求。层数≥4，厚度≥1.2mm。所述连续纤维增强热塑性复合材料预浸片，由增强纤维经过熔融的基体树脂充分浸渍加工而成。所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等，线密度为1200tex、2400tex、4800tex，含量为40％～70％。所述的基体树脂由主体树脂、改性助剂等
组成。其中主体树脂为聚烯烃树脂；所述的改性助剂包括纤维增强母粒、碳酸钙母粒、硅酮母粒、相容剂、抗氧剂、润滑剂、抗紫外稳定剂、氧化锌等功能性添加剂中的一种或多种组合。
[0017]
优选的，所述介质层是一种特殊结构的无纺布材料，该无纺布由长度10～70mm且熔点高于220℃的化学纤维或再生天然纤维的一种或一种以上组成，所述化学纤维包括聚酯纤维、粘胶纤维、竹纤维中的一种或一种以上，采用梳理成网或气流成网，热轧或水刺方式加固成型，可获得多种材质、多尺度纤维混纺的，表面结构疏松，内部结构致密，表面纤维短，内部纤维长的无纺布。该介质层与其它增强层热压复合后，30％～70％部分嵌入增强层的基体树脂内部，另外未嵌入的部分，提供胶粘介质或增强介质的作用，不受限于胶水成分、胶粘机理的影响，可实现与多种材料的粘接。无论是物理粘接还是发生化学反应的粘接，有利于胶水的快速渗透、排气，粘接，固结等，提供较高的剥离力。当胶水等渗透深度浅，涂胶量少时，不易发生大面积剥离，有利于排气，不容易发生鼓包等问题。
[0018]
所述的介质层优选面密度为60-150gsm热轧无纺布或水刺无纺布。所述的热轧无纺布轧点形状为轧点菱形、方格形、椭圆形，优选轧花面积比例范围25％～50％，相邻轧花之间最短距离1.5～3.0mm，轧点深度≤1/3无纺布厚度。此范围可以提供最终制品双向的较高的剥离强度。所述的水刺无纺布优选双向交叉无纺布，径向和纬向的力学强度、收缩率等差异较小，制成的复合材料板平整，不易翘曲。
[0019]
本实用新型具有以下有益效果：
[0020]
1)本实用新型提供的一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，具有极性表面，可胶粘，易修复，可获得玻璃钢frp板产品外观、抗老化、抗菌，易清洁、耐刮擦等优点。
[0021]
2)本实用新型提供的一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，具有优异的印刷性能和涂覆性能，表面无须经过任何特别的电晕处理，就可以进行各种印刷或喷涂，且与表面涂覆物的粘接性能很好。
[0022]
3)本实用新型提供的一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，具有优异的粘接性能，适用于各种结构胶、密封胶等粘接。
[0023]
4)本实用新型提供的一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，具有优异的耐低温性能，能够在-30℃时正常使用，最低耐温甚至可达-60℃，非常适用于一些高寒地区，而且在低温下，其它特性也一样保持出众。
附图说明
[0024]
图1为本实用新型的一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板的结构示意图。
[0025]
其中，1-pet膜、2-热熔胶层、3-增强层、4-缓冲层、5、介质层。
具体实施方式
[0026]
以下结合具体实施例来进一步说明本实用新型，但实施例并不对本实用新型做任何形式的限定。除非特别说明，本实用新型采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0027]
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0028]
实施例1
[0029]
一种易修复易胶粘的热塑性复合材料板，所述复合材料板由pet膜、热熔胶层、缓冲层、复合材料层和胶粘介质层组成，其中缓冲层分别嵌入至热熔胶层和增强层内部，介质层部分嵌入到增强层内部；pet膜的下表面与热熔胶层的上表面贴合，具有可剥离的界面；热熔胶层的下表面与增强层的上表面无明显界面，不可剥离。
[0030]
所述pet膜包括80wt％的pet树脂和6wt％的pen树脂；0.2wt％酚类抗氧化剂，0.2wt％亚磷酸酯，0.2wt％苯并三唑类紫外吸收剂，0.2wt％硬脂酸锌，0.5wt％ag2o，0.2wt％烷醇酰胺；10wt％的纳米二氧化钛，2.5wt％氧化锌。改性后pet膜厚度为0.5mm。
[0031]
热熔胶层为改性pes胶膜，面密度为100gsm。
[0032]
所述缓冲层为多孔疏松的无纺布材料，构成无纺布的材质为长度38mm的聚对苯二甲酸丁二酯纤维。所述无纺布水刺无纺布，表面平整均匀。无纺布的面密度为35gsm。
[0033]
所述增强层由多层连续纤维增强热塑性复合材料预浸片组成。
[0034]
所述增强层铺层结构属于对称铺层，所述铺层结构为[0/90/90/0/0/90/90/0]
ns
、层数为8，厚度为1.6mm。所述连续纤维增强热塑性复合材料预浸片，由增强纤维经过熔融的基体树脂充分浸渍加工而成。所述增强纤维为玻璃纤维，线密度为4800tex，含量为55％。所述的基体树脂由主体树脂、改性助剂组成。其中主体树脂为聚丙烯占95wt％；所述的改性助剂由碳酸钙母粒1wt％、ldpe
‑‑
g—mah1wt％、618 1wt％、硬脂酸钙1wt％、uv328 0.5wt％、氧化锌0.5wt％功能性添加剂组成。
[0035]
所述介质层是一种特殊结构的无纺布材料，该无纺布由长度40mm的聚对苯二甲酸丁二酯纤维，采用梳理成网，热轧方式加固成型，可获得多种材质、多尺度纤维混纺的，表面结构疏松，内部结构致密，表面纤维短，内部纤维长的无纺布。该介质层与其它增强层热压复合后，50％部分嵌入增强层的基体树脂内部，另外未嵌入的部分，提供胶粘介质或增强介质的作用，不受限于胶水成分、胶粘机理的影响，可实现与多种材料的粘接。
[0036]
所述介质层面密度为100gsm热轧无纺布。所述的热轧无纺布轧点形状为轧点菱形，轧花面积比例范围40％，相邻轧花之间最短距离2.5mm，轧点深度≤1/3无纺布厚度。
[0037]
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。