纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材 |
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| 申请号 | CN201710485012.1 | 申请日 | 2017-06-23 | 公开(公告)号 | CN107446526A | 公开(公告)日 | 2017-12-08 |
| 申请人 | 安徽长青藤新材料有限公司; | 发明人 | 桂方云; 包剑峰; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的目的是提供一种 纤维 增强高抗冲聚苯乙烯板材，以5-10层由两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成复合纤维层涂覆在两层高抗冲聚苯乙烯板材中间，经 过热 压复合使两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘接为一个整体，通过纤维织物使复合板的强度大大提高，多层结构赋予复合板更优异的强度性能，可以单独作为承重板材使用，具有 质量 轻强度大等优点，使板材具有更广泛的应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材，其特征在于：包括有两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板，每两层高抗冲聚苯乙烯板之间有5-10层复合增强纤维层，复合增强纤维层为两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成，复合增强纤维层将两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘结成一个整体；所述增强纤维织物为超高分子量聚乙烯纤维编织而成。 |
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| 说明书全文 | 纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材技术领域[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，一种纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材。 背景技术[0002] 聚苯乙烯是一种热塑性树脂，耐冲击聚苯乙烯树脂又称接枝型高冲击强度聚苯乙烯，简称HIPS。热变形温度70-84℃，韧性好，耐冲击，耐油、耐水。现有的高抗冲聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯PS中添加聚丁二烯（PB）橡胶颗粒而生产的一种非晶型热塑性树脂，具有良好的力学性能，广泛用于家电机件外壳、汽车及医疗器具零部件、排水管道、玩具等领域，但在生产HIPS时因为含有5 15%的聚丁二烯PB，且PB橡胶与PS树脂不相容，所以在HIPS中丁二~烯和苯乙烯分别聚合，呈现相分离状态，导致HIPS材料的物理机械强度低，因此限制了它在许多领域中的应用。 [0003] 本发明在传统的高抗冲聚苯乙烯板材中复合添加了一层含有增强纤维织物的粘接层，优点在于增强高抗冲聚苯乙烯板材的强度，使其强度达到塑料板力学性能要求。 发明内容[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材，以5-10层由两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成复合纤维层涂覆在两层高抗冲聚苯乙烯板材中间，经过热压复合使两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘接为一个整体，通过纤维织物使复合板的强度大大提高，多层结构赋予复合板更优异的强度性能，可以单独作为承重板材使用，具有质量轻强度大等优点，解决了背景技术中出现的问题。 [0005] 本发明的目的是提供一种纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材，包括有两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板，每两层高抗冲聚苯乙烯板之间有5-10层复合增强纤维层，复合增强纤维层为两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成，复合增强纤维层将两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘结成一个整体；所述增强纤维织物为超高分子量聚乙烯纤维编织而成。 [0006] 进一步改进在于：所述高抗冲聚苯乙烯板的原料为丁二烯-聚苯乙烯共聚物，其相对密度为1.04 1.06，拉伸强度为15 30MPa，弯曲强度为29.4 50MPa，冲击强度为0.09~ ~ ~ ~0.16N/M。 [0007] 进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯纤维规格为440dtex/240f，最高强度为4N/tex，最高模量为140N/tex，延伸度为3.5% 3.7%。 ~ [0008] 进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维制备过程为：首先将超高分子量聚乙烯粉末溶解到C16 C31正异烷烃类化合物中，并添加少量的助剂，制成溶胀的超高分子~量聚乙烯悬浮液；之后将溶胀超高分子量聚乙烯悬浮液通过双螺杆挤出机熔融挤压，之后喷丝冷凝制成冻胶原丝；冻胶原丝进行后处理制成超高分子量聚乙烯纤维原丝；最后原丝经过三道超倍拉伸，卷绕收卷后可得到高强度的超高分子量聚乙烯纤维，再经过经编工艺织成增强纤维织物。 [0009] 进一步改进在于：所述浸胶胶粘剂为丙烯-乙酸乙烯脂共聚物 100重量份 萜烯树脂 15 20重量份 ~ 聚苯乙烯 10 12重量份 ~ 聚乙二醇 10 12重量份 ~ 2,4-二甲基苯酚 5 7重量份 ~ 硅酸钾 0.3 0.5重量份。 ~ [0010] 进一步改进在于：所述聚乙二醇的数均分子量为1400 1500g/mol；所述萜烯树脂~的数均分子量为1000 8000g/mol。 ~ [0011] 进一步改进在于：制备过程为：先制备超高分子量聚乙烯纤维，并经编成增强纤维织物，之后制备高抗冲聚苯乙烯板材；纤维织物进行浸胶烘干，浸胶过的两层纤维织物45~90°的相对角度进行预热压复合成复合增强纤维层；将5 10层复合纤维层叠加置于每两层~ 高抗冲聚苯乙烯板材中热压成纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材。 [0012] 进一步改进在于：所述浸胶后的纤维织物烘干后置于0 5℃下冷冻0.5 1分钟再置~ ~于15 20℃下解冻0.5 1.5分钟或将浸胶后的纤维织物经紫外处理。 ~ ~ [0013] 本发明的有益效果：本发明以5-10层由两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成复合纤维层涂覆在两层高抗冲聚苯乙烯板材中间，经过热压复合使两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘接为一个整体，通过纤维织物使复合板的强度大大提高，多层结构赋予复合板更优异的强度性能，可以单独作为承重板材使用，具有质量轻强度大等优点，使板材具有更广泛的应用。附图说明 [0014] 图1是实施例的侧视截面图。 [0015] 图2是本实施例复合增强纤维层的侧视截面图。 [0016] 其中：1-高抗冲聚苯乙烯板，2-复合增强纤维层，3-增强纤维织物。 具体实施方式[0017] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。 [0018] 如图1和2所示，本实施例提供一种纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材，包括有两层的高抗冲聚苯乙烯板1，两层高抗冲聚苯乙烯板1之间有7层复合增强纤维层2，复合增强纤维层2为两层增强纤维织物3经胶粘剂浸胶复合而成，复合增强纤维层2将两层高抗冲聚苯乙烯板1粘结成一个整体；所述增强纤维织物为超高分子量聚乙烯纤维编织而成。所述高抗冲聚苯乙烯板的原料为丁二烯-聚苯乙烯共聚物，其相对密度为1.04 1.06，拉伸强度为15~ ~30MPa，弯曲强度为29.4 50MPa，冲击强度为0.09 0.16N/M。超高分子量聚乙烯纤维规格为~ ~ 440dtex/240f，最高强度为4N/tex，最高模量为140N/tex，延伸度为3.5% 3.7%。 ~ [0020] 所述聚乙二醇的数均分子量为1450g/mol；所述萜烯树脂的数均分子量为5000g/mol。 [0021] 该板材制备过程为：步骤1：制备超高分子量聚乙烯纤维织物 制备溶胀悬浮液：将超高分子量聚乙烯粉末溶解到C16 C31正异烷烃类化合物中，并添~ 加少量的助剂，包含乳化剂、抗氧剂，在123℃的溶胀釜中搅拌溶解2.5h后得到溶胀的超高分子量聚乙烯悬浮液；超高分子量聚乙烯粉末的添加量为C16 C31正异烷烃类化合物的~ 10.79%，超高分子量量聚乙烯原料的质量百分浓度为9.74%。 [0022] 制备超高分子量聚乙烯纤维原丝：将溶胀悬浮液经过下料釜注入双螺杆挤出机中，经过温度为270℃的双螺杆挤出机熔融挤压，解缠分子链后经过喷丝板喷丝，丝条在25℃冷凝水中冷凝制成冻胶原丝；冻胶原丝在应力平衡后预收缩48h，再使用碳氢清洗剂萃取出冻胶原丝中的烷烃类化合物，然后在40℃烘箱中去除碳氢萃取剂制成超高分子量聚乙烯纤维原丝。 [0023] 制备超高分子量聚乙烯纤维：原丝在145℃下经过三道超倍拉伸，使纤维中的大分子取向，在应力作用下提高聚乙烯分子的结晶度使超高分子量聚乙烯分子由折叠链结构转变为伸直链结构，卷绕收卷后可得到高强度的超高分子量聚乙烯纤维，再经过经编工艺织成增强纤维织物。 [0024] 步骤2：制备高抗冲聚苯乙烯板材称取如下重量百分比的组分： HIPS树脂 94.4% 交联剂 3% 增塑剂 2% 抗氧剂 0.3% 润滑剂 0.3% 所述交联剂为偏铝酸钠、焦锑酸钾、硫酸铝中的一种或几种；抗氧剂为亚磷酸脂类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的复合剂中的至少一种，润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸锌中至少一种，所述增塑剂为领苯二甲酸二乙酯、己二酸二辛脂、葵二酸二丁酯中的一种或几种。 [0025] 将上述所有配料在105℃的搅拌釜中搅拌100min，搅拌速度为500r/min，使其充分混合。 [0026] 将搅拌后的配料注入到双螺杆挤出机中融化，其中挤出机一到六区温度及机头温度分别为160℃、165℃、175℃、180℃、195℃、200℃，机头温度为200，螺杆转速为90r/min，制得高抗冲聚苯乙烯板材板材。 [0027] 步骤3：将增强纤维织物浸入含有胶粘剂的胶槽内，将浸胶后的纤维织物引进烘干设备中以40℃烘干6 8h，之后浸胶后的纤维织物置于0 5℃下冷冻0.7分钟再置于17℃下解~ ~冻1分钟或将浸胶后的纤维织物经紫外处理。经冷冻、解冻后，有效降低了胶粘剂内部的应力及表面张力。经紫外处理有效的提高了胶粘剂对纤维的结合强度，极大的提高了复合板材的使用寿命。 [0028] 步骤4：将两层浸过胶的增强纤维织物以45 90°的相对角度进行热压复合，得到复~合纤维层。 [0029] 步骤5：将7层复合纤维层叠加置于两层高抗冲聚苯乙烯板材中间，整体放入热压机中，热压压力不小于16MPa，热压产生的最高温度不超过130℃，热压时间不低于15min得到纤维增强高抗冲聚苯乙烯板材。 [0030] 以7层由两层增强纤维织物经胶粘剂浸胶复合而成复合纤维层涂覆在两层高抗冲聚苯乙烯板材中间，经过热压复合使两层或两层以上的高抗冲聚苯乙烯板粘接为一个整体，通过纤维织物使复合板的强度大大提高，多层结构赋予复合板更优异的强度性能，可以单独作为承重板材使用，具有质量轻强度大等优点，使板材具有更广泛的应用。 |
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