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CN103737939A - 一种改进的轻质gmt板材的制备工艺 - Google Patents

一种改进的轻质gmt板材的制备工艺 Download PDF

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CN103737939A
CN103737939A CN201310630735.8A CN201310630735A CN103737939A CN 103737939 A CN103737939 A CN 103737939A CN 201310630735 A CN201310630735 A CN 201310630735A CN 103737939 A CN103737939 A CN 103737939A
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CN
China
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glass fibre
sheet material
hot pressing
preparation technology
free glass
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CN201310630735.8A
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English (en)
Inventor
周建国
吉宏伟
李维栋
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HEFEI JIEMAITE AUTOMOBILE NEW MATERIAL Co Ltd
Original Assignee
HEFEI JIEMAITE AUTOMOBILE NEW MATERIAL Co Ltd
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明采用无碱玻璃纤维和低熔点的改性聚丙烯按一定的重量配比作为原料，采用真空浸润技术，将无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，模具具有注射、排气和加热系统，在模具上刻槽以加速树脂流动，保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，是一种具有效率高、设备成本低、能耗小的绿色环保的制备方法，整个制备工艺无污染、玻纤损伤小、原料利用率高，制备过程简单。

Description

一种改进的轻质GMT板材的制备工艺
 
技术领域
本发明涉及汽车及其他交通工具内饰材料领域，尤其涉及一种改进的轻质GMT板材的制备工艺。
 
背景技术
轻质GMT板材是一种热塑性玻璃纤维增强聚丙烯复合板材，是由连续玻璃纤维毡和热塑性树脂复合而成的一种新型复合材料，具有强度高，冲击韧性高，承载性好，耐高温，质量轻，可再生利用，不易变形，良好的吸音和隔音、无气味等优点。片材表面可根据实际要求选择不同的表面覆盖物，如：胶膜、阻隔膜、装饰物、硬聚丙烯薄膜、无纺布、增强材料或不加覆盖物。广泛应用于交通、建筑、航空等领域。
    目前，湿法工艺制备轻质GMT板材，是在造纸的基础上发展起来的，是以泡沫为分散悬浮介质，将短切玻纤、树脂粉末、玻纤表面处理剂、乳化剂等助剂一起加入水中，形成悬浮液，利用机械搅拌絮化玻纤。在重力作用下，絮化的玻纤与悬浮液分离形成胚毡；胚毡经排湿、干燥、树脂熔融塑化、复合、定型等工艺步骤，形成轻质GMT板材。湿法工艺的优点在于可以使玻纤完全絮化成单丝、树脂对其浸渍效果较好，树脂容易在纤维上分散。但该工艺仅适合50-80mm的玻纤，设备成本高，能耗较大，而且要在水资源相对较丰富的地方才能建厂生产，生产过程中大量的树脂粉末、玻纤表面处理剂、乳化剂等添加剂流失，对环境造成污染。干法工艺制备轻质GMT板材，是在无纺布生产工艺的基础上发展起来的，玻纤经混合梳理系统被开松、梳理成单丝, 并与热熔纤维均匀的混合, 形成单纤网; 单纤网经铺网机反复的铺叠,形成具有一定克重的胚毡； 胚毡经针刺机针刺加固,并进入加热炉使热熔纤维熔融塑化；最后复合胶膜和无纺布, 冷却定型成板材。干法工艺的优点在于可以梳理长达100-150 mm的纤维, 不排放废气、废水, 生产过程对环境友好，但是制备过程复杂，玻纤损伤大，而且取向明显，板材力学性能呈各向异性，且成本高。
  
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用真空浸润技术、双向针刺加固方法和改进的热压成型参数制备轻质GMT板材，整个制备工艺无污染、玻纤损伤小、原料利用率高，制备过程简单，设备成本低、能耗小。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种改进的轻质GMT板材的制备工艺，采用真空浸润技术、双面针刺加固和改进的热压成型参数，包括原料准备、真空浸润、针刺加固和热压成型，具体步骤如下：
（1）原料准备：按重量比为6-8：2-4的比例准备无碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维作为原料，先将无碱玻璃纤维经过开松机进行开松，然后将改性聚丙烯制备成稠状树脂块；
（2）真空浸润：采用具有注射、排气和加热系统的模具，在模具上刻槽以加速树脂流动，将步骤（1）中开松后的无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，将聚丙烯充分浸润玻璃纤维，制得基毡； 
（3）针刺加固：将步骤（2）得到的基毡经针刺机双面针刺加固，针刺密度为上下60刺/cm2 ，针刺频率为600针/min，针刺深度向下为7-9mm，向上为3-5mm；
（4）热压成型：将加固后的基毡送入双钢带连续压机，复合胶膜和无纺布，连续辊压，热压温度为130-170℃，热压压力为3-6Mpa，热压时间为1-4min，通过复合定型形成轻质GMT板材。
步骤（1）中所述的无碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维的重量比为7:3。
步骤（5）中所述的热压温度为150℃，热压压力为5Mpa，热压时间为3-4min。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用采用无碱玻璃纤维和低熔点的改性聚丙烯按一定的重量配比为原料，采用真空浸润技术，将无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，模具具有注射、排气和加热系统，在模具上刻槽以加速树脂流动，保证树脂流动顺畅并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，是一种具有效率高、投资低、绿色环保的制备方法，整个制备工艺无污染、玻纤损伤小、原料利用率高，制备过程简单。 
 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
采用60kg无碱玻璃纤维和40kg改性聚丙烯纤维作为原料，先将无碱玻璃纤维经过开松机进行开松，然后将改性聚丙烯制备成稠状树脂块；采用具有注射、排气和加热系统的模具，在模具上刻环形槽以加速树脂流动，开松后的无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，将聚丙烯充分浸润玻璃纤维，制得基毡，再利用针刺机对基毡进行双面针刺加固，针刺密度为上下60刺/cm2 ，针刺频率为600针/min，针刺深度向下为7mm，向上为3mm；将加固后的基毡送入双钢带连续压机，复合胶膜和无纺布，连续辊压，热压温度为130℃，热压压力为3Mpa，热压时间为2min，通过复合定型形成轻质GMT板材。
实施例2： 
采用70kg无碱玻璃纤维和30kg改性聚丙烯纤维作为原料，先将无碱玻璃纤维经过开松机进行开松，然后将改性聚丙烯制备成稠状树脂块；采用具有注射、排气和加热系统的模具，在模具上刻槽以加速树脂流动，开松后的无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，将聚丙烯充分浸润玻璃纤维，制得基毡；再利用针刺机对基毡进行双面针刺加固，针刺密度为上下60刺/cm2 ，针刺频率为600针/min，针刺深度向下为8mm，向上为4mm；将加固后的基毡送入双钢带连续压机，复合胶膜和无纺布，连续辊压，热压温度为150℃，热压压力为5Mpa，热压时间为3min，通过复合定型形成轻质GMT板材。
 
实施例3：
采用80kg无碱玻璃纤维和20kg改性聚丙烯纤维作为原料，先将无碱玻璃纤维经过开松机进行开松，然后将改性聚丙烯制备成稠状树脂块；采用具有注射、排气和加热系统的模具，在模具上刻槽以加速树脂流动，开松后的无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，将聚丙烯充分浸润玻璃纤维，制得基毡；再利用针刺机对基毡进行双面针刺加固，针刺密度为上下60刺/cm2 ，针刺频率为600针/min，针刺深度向下为9mm，向上为5mm；将加固后的基毡送入双钢带连续压机，复合胶膜和无纺布，连续辊压，热压温度为170℃，热压压力为6Mpa，热压时间为4min，通过复合定型形成轻质GMT板材。

Claims (3)

1.一种改进的轻质GMT板材的制备工艺，其特征在于：采用一定重量比的无碱玻璃纤维和改性聚丙烯为原料，利用真空浸润技术、双面针刺加固方法和热压成型，包括原料准备、真空浸润、针刺加固和热压成型，具体步骤如下：
（1）原料准备：按重量比为6-8：2-4的比例准备无碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维作为原料，先将无碱玻璃纤维经过开松机进行开松，然后将改性聚丙烯制备成稠状树脂块；
（2）真空浸润：采用具有注射、排气和加热系统的模具，在模具上刻槽以加速树脂流动，将步骤（1）中开松后的无碱玻璃纤维安放于模具的底部，然后在玻璃纤维上铺设聚丙烯稠状树脂块，再用真空袋密封，在热环境下采用真空技术将树脂由上向下抽吸，将聚丙烯充分浸润玻璃纤维，制得基毡； 
（3）针刺加固：将步骤（2）得到的基毡经针刺机双面针刺加固，针刺密度为上下60刺/cm2 ，针刺频率为600针/min，针刺深度向下为7-9mm，向上为3-5mm；
（4）热压成型：将加固后的基毡送入双钢带连续压机，复合胶膜和无纺布，连续辊压，热压温度为130-170℃，热压压力为3-6Mpa，热压时间为1-4min，通过复合定型形成轻质GMT板材。
2.根据权利要求1所述的改进的轻质GMT板材的制备工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的无碱玻璃纤维和改性聚丙烯纤维的重量比为7:3。
3.根据权利要求1所述的改进的轻质GMT板材的制备工艺，其特征在于：步骤（5）中所述的热压温度为150℃，热压压力为5Mpa，热压时间为3-4min。
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