连续纤维增强热塑性板材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及复合材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强热塑性板材。
【背景技术】
[0002] 目前，汽车等交通工具的顶板、侧板等用的板材存在一些问题。以汽车为例，当前 汽车上所使用的板材使得汽车的重量较重，不利于汽车的排放；所用板材的抗压能力差、容 易变形，大大降低了汽车的安全性能；所用板材不易回收，回收成本较高。这样的板材不符 合当今世界对于汽车材料"轻量化"和"环保化"的要求，为此，有必要设计成一种新型的板 材来解决上述问题。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种连续纤维增强热塑性板材。
[0004] 实现本实用新型的技术方案如下：
[0005] 连续纤维增强热塑性板材是一种由若干层连续纤维增强热塑片材层层铺设后经 过加热加压成型的板材，所述连续纤维增强热塑片材是一种由若干相互平行且间距均匀的 单向连续纤维构成的纤维层通过与热塑树脂熔融浸渍后再压制成型的片材，相邻片材的单 向连续纤维不同向。
[0006] 进一步地，所述单向连续纤维为E玻璃纤维、S玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。
[0007] 进一步地，所述热塑树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂或聚苯硫醚。
[0008] 进一步地，所述板材上压合有无纺布。
[0009] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材的单位面积克重在250g/m2~600g/m2之 间。
[0010] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材中热塑树脂的含量在35%~60%之间。
[0011] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材中纤维含量在40%~65%之间。
[0012] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材的厚度在0. 15mm~0. 4mm之间。
[0013] 采用了上述的方案，得到一种重量轻、强度高、不易变形、使用寿命长的板材，且该 板材易于回收，符合当今世界对于汽车材料"轻量化"和"环保化"的要求。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型结构示意图；
[0015] 图2为0°方向的片材；
[0016] 图3为90°方向的片材；
[0017] 图4为+45°方向的片材；
[0018] 图5为-45°方向的片材；
[0019] 图中，1为90°方向的片材，2为0°方向的片材。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0021] 图1为本实用新型的结构示意图，图1中只示意出两层片材，且1为90°方向的片 材，2为0°方向的片材，本实用新型并不局限于图1中所示。
[0022] 图2~5分别0°方向的片材、90°方向的片材、+45°方向的片材、-45°方向的 片材。
[0023] 连续纤维增强热塑性板材是一种由若干层连续纤维增强热塑片材层层铺设后经 过加热加压成型的板材，所述连续纤维增强热塑片材是一种由若干相互平行且间距均匀的 单向连续纤维构成的纤维层通过与热塑树脂熔融浸渍后再压制成型的片材，相邻片材的单 向连续纤维不同向。
[0024] 进一步地，所述单向连续纤维为E玻璃纤维、S玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维。
[0025] 进一步地，所述热塑树脂为聚丙烯树脂（PP)、聚乙烯树脂（PE)或聚苯硫醚（PPS)。
[0026] 进一步地，所述板材上压合有无纺布。根据实际需要，无纺布可设可不设。
[0027] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材的单位面积克重在250g/m2~600g/m2之 间。
[0028] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材中热塑树脂的含量在35%~60%之间。
[0029] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材中纤维含量在40%~65%之间。
[0030] 进一步地，所述连续纤维增强热塑片材的厚度在0. 15mm~0. 4mm之间。
[0031] 将热塑树脂制成一定厚度的薄膜，将制成薄膜的热塑树脂分置于纤维层的两侧， 然后将热塑树脂和纤维一起置于加热加压设备中进行加热加压，然后冷却定形，制得片材。 接着将多个片材按照不同的铺层方向层层铺设后压制成型，得到板材。片材的铺成方式通 常采用 0° /0° /90° /90°，0° /90° /90° 0° 等。
[0032] 当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。采用上述片材，并在 将上述片材层层铺设后经过加热加压后，得到本实用新型所述的板材，这样的板材重量轻、 强度高、抗压能力好、不易变形，且使用寿命长，将其应用中汽车等交通工具中，可有效降低 汽车等交通工具的成本和重量，增加汽车等交通工具的有效载荷，提高汽车等交通工具的 安全系数。另外，在汽车领域中，汽车自身重量减轻后，有利于汽车的排放，有效提高燃烧效 率。
[0033] 本实用新型所述的板材还具有弹性，其弹性变形的特性能吸收大量的碰撞能量， 对强烈撞击有较大的缓冲作用，还有吸收和衰减振动和噪声的作用。
[0034]
[0035] 本实用新型中所述片材型号由纤维类型、热塑树脂类型、单位面积克重、纤维含量 等参数构成，相应地，所述板材型号也是由纤维类型、热塑树脂类型、单位面积克重、纤维含 量等参数构成。根据实际要求，上述各参数、片材的厚度、片材的层数、无纺布的克重、片材 的铺层方式可作相应地调整。
[0036] 列如，EPP-285-65指纤维类型为E玻璃纤维，热塑树脂为聚丙烯树脂，片材单位面 积克重为285g/Hf，纤维含量为65%的连续纤维增强热塑性蜂窝复合板。
[0037] 列如，EPP-M1360V100-50指纤维类型为E玻璃纤维，热塑树脂为聚丙烯树脂，板材 单位面积克重为1360g/m2,板材上有100g/m2的无纺布，纤维含量为50%的连续纤维增强 热塑板材。
[0038]常规片材的单位面积克重为 300g/m2, 340g/m2, 380g/m2,460g/m2, 520g/m2, 560g/m2 等，片材的单位面积克重偏差在±5%以内，相应地，板材的单位面积克重偏差在±5%以 内。常规片材的热塑树脂含量为35%，40%，45%，50%，55%，片材在±2%以内。
[0039] 以下是本实用新型的几个实施例。
[0040] 实施例1:厚度为I. 5mm，幅宽为500mm的带无纺布的板材。
[0041] 要求：板材在90°方向的弯曲强度大于0°方向的弯曲强度。
[0042] 片材和片材的铺成方式：片材的厚度为0.35_左右，片材的幅宽为520_，片材的 型号为EPP520-63,使用的片材数目为4 (也即片材的铺层层数），片材的铺成方式为90°方 向的片材/0°方向的片材/0°方向的片材/90°方向的片材/无纺布（无纺布的厚度为 0. 1mm)〇
[0043] 采用上述片材和铺层方式，所得到的板材在90°方向的弯曲强度可到达195MPa， 〇°方向的弯曲强度为IOOMPa左右。由于0°方向和90°方向的片材规格相同，所以板材 在0°方向和90°方向的拉伸强度均在250MPa左右。
[0044] 实施例2 :厚度为2mm的板材。
[0045] 要求：板材在0°方向和90°方向性能相同。
[0046] 片材和片材的铺成方式：片材的厚度为0. 25mm，片材的型号为EPP340-50,使用的 片材数目为8,片材的铺成方式为0°方向的片材/90°方向的片材/0°方向的片材/90° 方向的片材/0°方向的片材/90°方向的片材/0°方向的片材/90°方向的片材。或者， 片材厚度为〇. 33mm，片材的型号为EPP440-50,使用的片材数目为6,片材的铺成方式为0° 方向的片材/90°方向的片材/0°方向的片材/90°方向的片材/0°方向的片材/90°方 向的片材。
[0047] 采用上述片材和铺层方式，所得到的板材在0°方向和90°方向的弯曲强度和拉 伸强度一致，拉伸强度彡200MPa，弯曲强度彡150MPa。
[0048] 实施例3:厚度为2mm的板材。
[0049] 要求：要求0°方向，90°方向，±45°方向上都要有性能。
[0050] 片材和片材的铺层方式：片材的厚度为0.25mm，片材的型号为EPP340-50,使用 的片材数目为8,片材的铺层方式为0°方向的片材/90°方向的片材/ + 45方向的片 材° /-45°方向的片材/0°方向的片材/90°方向的片材。
[0051] 采用上述片材和片材的铺成方式，所得到的板材在0°方向，90°方向，±45° 方向上都有较高的性能，0°方向和90°方向的拉伸强度多200MPa，弯曲强度多150MPa， ±45°方向的拉伸强度彡120MPa，弯曲强度彡lOOMPa。
[0052] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运 用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1. 连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：板材是一种由若干层连续纤维增强热塑片 材层层铺设后经过加热加压成型的板材，所述连续纤维增强热塑片材的厚度在0. 15_~ 0. 4mm之间。2. 根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：所述板材上压合有 无纺布。3. 根据权利要求1所述的连续纤维增强热塑性板材，其特征在于：所述连续纤维增强 热塑片材的单位面积克重在250g/m2~600g/m 2之间。
【专利摘要】本实用新型涉及连续纤维增强热塑性板材，连续纤维增强热塑性板材是一种由若干层连续纤维增强热塑片材层层铺设后经过加热加压成型的板材，所述连续纤维增强热塑片材是一种由若干相互平行且间距均匀的单向连续纤维构成的纤维层通过与热塑树脂熔融浸渍后再压制成型的片材，相邻片材的单向连续纤维不同向。本实用新型得到一种重量轻、强度高、不易变形、使用寿命长的板材，且该板材易于回收，符合当今世界对于汽车材料“轻量化”和“环保化”的要求。
【IPC分类】B32B27/12, B32B21/10, B32B7/08, B32B17/10, B32B17/02
【公开号】CN204773848
【申请号】CN201420860860
【发明人】季小强, 谈源, 耿波, 孙佾
【申请人】常州市新创复合材料有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年12月30日