熱塑性復合紗生產(chǎn)復合材料制品的技術(shù)

1、幾種以熱塑性復合紗生產(chǎn)復合幾種以熱塑性復合紗生產(chǎn)復合材料制品的技術(shù)材料制品的技術(shù)發(fā)展熱塑性復合材料是中國復合材料業(yè)界的重點n發(fā)達國家FRTPFRSP21n中國大陸FRTPFRSP12什么是玻纖/熱塑性復合紗？n玻纖/熱塑性復合紗是將連續(xù)玻璃纖維與熱塑性纖維復合而成的干態(tài)熱塑性預浸料玻纖/熱塑性復合紗開發(fā)史n法國Saint Gobain公司1988年率先開發(fā)，其商品名為Twintex. 多次表示產(chǎn)品不賣給我國。其生產(chǎn)廠在美國德克薩斯州Wichira Falls，產(chǎn)能4000t/y。該廠2014年已為重慶國際收購n2002年泰山玻纖公司申報863項目成功，2005年通過國家驗收，次年獲山東省技術(shù)發(fā)

2、明獎n2011年巨石玻纖推出復合紗n2013年振石集團旗下華美新材料公司以復合紗所織布與PP蜂窩經(jīng)雙鋼帶裝置熱壓復合成蜂窩板，出口美國TWINTEX的玻纖/合成纖維復合紗生產(chǎn)原理 兩步法GF/TP復合紗生產(chǎn)原理圖玻纖熱塑復合紗可采用多種基體復合紗復合材料系物理過程。其主要優(yōu)點：當加熱達TP熔融溫度時，一般在加壓1bar條件下即可制得CM 不同基體的加熱溫度 n PE 140160n PP 180220n PBT 240260n PET 270290玻纖/熱塑性復合紗的優(yōu)點n作為FRTP，具有生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保、產(chǎn)品沖擊靱性好、易回收利用等特性；n克服了熱塑性樹脂熔體粘度大、導致玻纖浸漬基體困難的

3、難題；n耐磨，毛羽少；n成型工藝簡單，生產(chǎn)效率高；n玻纖含量與力學性性可較高，可作結(jié)構(gòu)復合材料件；n貯運條件不苛刻；n可降低生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。TWINTEX的熱力學性能因基體不同而有甚大差異n以PET為基體的TWINTEX較以PP為基體的TWINTEX的熱力學性能要高n彎曲強度高出25%n彎曲模量高出45%n下頁圖中n橫坐標為溫度n上圖縱座標為彎曲強度MPan下圖縱座標為彎曲模量MPa陳力學性能比較 GF/PP GF/PETn玻纖含量(%vol) 50 50n密 度(g/cm3) 1.75 1.95n拉伸強度(MPa ) 800 870n拉伸模量(GPa) 38 37.6n彎曲強度(M

4、Pa) 600 1025n彎曲模量(GPa) 32 37.7n無缺口擺錘式?jīng)_擊值 445TWINTEX的性能因基體形態(tài)與增強纖維形態(tài)不同而差異很大特性非結(jié)晶PET結(jié)晶PETPET+30%短切玻纖Volumic weight(g/cm3)1.30-1.341.471.5623C、24小時吸水率（%）0.160.10.06拉伸強度（MPa）5675160延伸率（%）300702拉伸模量（MPa）2200280011000沖擊強度（無缺口、簡支梁）(kJ/m2)2.5380.46MPa熱變形溫度C721152501.86MPa熱變形溫度C7080230熱塑性基體相對高的化學惰性，F(xiàn)RTP耐水性優(yōu)于F

5、RSPn試驗條件65，1200h沸水TwintexPP聚酯TD拉伸強度（MPa）-10%-(40%-60%)拉伸模量（GPa）-0.7%-(5%-15%)剪切強度（MPa）-9%-(25%-50%)1200h 65水（Amoco test）TwintexPP聚酯TD 彎曲強度（MPa） -0% -(25%-40%)玻纖/熱塑性復合紗適于多種復合材料成型工藝n可直接采用纏繞、拉擠等工藝用于生產(chǎn)連續(xù)玻纖增強的熱塑性玻璃鋼管材和型材。n直接紗也可先編織成斜紋布、多軸向布等各種織物類型，再采用真空袋、模壓等工藝成型各種板材制品。GF/TP復合紗所制CM具有電絕緣、隔熱，拉伸強度高，耐腐蝕，減重，彎曲性

6、等特點基體PP與基體PET之TWINTEX性能比較經(jīng)紗:緯紗經(jīng)紗:緯紗經(jīng)紗:緯紗經(jīng)紗:緯紗單向PP601/1PP751/1PET651/1PP604/1PP75UD玻纖含量重量比%6075656075體積比%3550503550拉伸強度MPa350420440500/180700模量GPa15212524/838彎曲強度MPa280340600380/160400模量GPa1317,522.518/6. 132延伸率%2.52.53.252.5/3.62FRTP沖擊韌性優(yōu)于FRSP圖左為TWINTEX，右為SMC，縱座標N，橫坐標10(-6)S時間 10-6S力 NTwintex PP60 (

7、35 vol%) 用途領(lǐng)域例用途領(lǐng)域例復合紗之存放n產(chǎn)品應堆放于干燥涼爽處，防止雨淋，建議儲存溫度控制在15-35，濕度35%-65%，使用前放置在室溫24小時以上效果較好。建議接到產(chǎn)品后12個月內(nèi)使用完，如若不用，請勿打開包裝物或扎緊包裝口，以免受潮 層壓工藝 將織物（含夾心材料或不含夾心材料的）連續(xù)地制成板材。夾心板材包括聚丙烯蜂窩板、泡沫板、木板和擠塑板 國內(nèi)某公司以復合紗織的布層壓薄板與PP蜂窩復合生產(chǎn)板材，出口美國用于重卡擾流板FRTP 纏繞 (200-220)真空袋成型 注意材料定位技術(shù)：將TP壓敏膠涂覆在織物上，使之粘貼在模內(nèi)的豎直面上，并有助于織物層的相互粘貼熱成型FRTP 注

8、塑 FRTP擠出模壓工藝膜片成型膜片成型 該工藝在極低的氣壓下將Thermopreg織物轉(zhuǎn)化成部件。模具的單面溫度始終不會升高，因此成本非常低廉。工序：兩塊硅板間插入織物 - 將織物與硅板夾層放入熱壓板設(shè)備，直到溫度達到210C - 轉(zhuǎn)移成型單元，施加溫度低于100C的正氣壓熱沖壓熱沖壓 生產(chǎn)效率約每分鐘生產(chǎn)效率約每分鐘1件。利用中頻紅外線加熱至件。利用中頻紅外線加熱至TP基體的熔點以上，然后將材料送至模內(nèi)，經(jīng)沖壓或壓制成型。成型基體的熔點以上，然后將材料送至模內(nèi)，經(jīng)沖壓或壓制成型。成型壓力壓力1020bar.典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品GF/PET消防頭盔。亦可將流動消防頭盔。亦可將流動GMT良好良好流

9、動性與復合紗片材高力學性結(jié)合應用之。流動性與復合紗片材高力學性結(jié)合應用之。復合紗拉擠流程示意圖FRTP 拉擠復合紗拉擠n在拉擠成型工藝中，連續(xù)纖維在拉力作用下通過模具或軋輥，以生產(chǎn)外形連續(xù)一致的復合材料產(chǎn)品。n復合紗在被加熱到392F （200 ）至428F（220）之間，超出聚丙烯熔點（165）以上溫度時，很容易被轉(zhuǎn)換成復合材料。聚丙烯在壓力下流動，形成復合材料的基質(zhì)。n利用張力調(diào)整器將復合紗從包裝中拉出，放入紅外線或?qū)α鳡t中，從200C加熱至220C。n浸潤n熱模n冷模n拉至切割處熱塑性塑料拉擠浸潤率與樹脂作用于纖維時的溫度、對纖維施加之功、浸漬時間、樹脂粘度等參數(shù)間之關(guān)系模具出口處設(shè)計工藝處理FRTP拉擠- 擠塑包覆成型FRTP拉擠- 擠塑包覆成型一Pulextrusion結(jié)合了拉擠工藝與熱塑擠塑工藝 熱塑擠塑工藝可以用來實現(xiàn)一些表面功能（如色彩、質(zhì)地、紋理）或成本低廉的部分填補。若把復合紗有的放矢地放置于擠出型材里，能有助于提高剛度，減少熱膨脹。 利用張力調(diào)整器將復合紗從包裝中拉出，放入紅外線或?qū)α鳡t中，從200C加熱至220C。 然后將熔融的復合紗置于一系列浸漬條上，再送入擠出模具的十