一种连续纤维增强板材制造技术

本实用新型专利技术公开了一种连续纤维增强板材，其包括板材芯层以及覆盖于板材芯层上下两面的上表层和下表层，所述上表层和下表层由1～5片CFRT片材组成，所述板材芯层为PP塑料板，所述CFRT片材的单片厚度为0.1～2.5mm。相邻的CFRT片材的纤维排列方向之间的夹角呈0°～90°。本实用新型专利技术得到的连续纤维增强板材，由高强度的CFRT片材与板材芯层牢固结合，使得板材的强度增强，与未增强的芯板相比，其拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量均增加50％以上；同时，CFRT片材薄，对产品重量影响较小，可使成本降低。本实用新型专利技术能使板材具有高强度而广泛应用，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及一种板材，特别是一种连续纤维增强板材。

技术介绍

CFRT片材全称连续纤维增强热塑性塑料，是将连续纤维均匀分散同向并排排列，并利用热塑性塑料浸渍粘合成一张片材。纤维一般为玻璃纤维、碳纤维，多采用玻璃纤维。树脂多采用热塑性塑料，如聚丙烯、聚酰胺等。因为CFRT片材一般厚度在2.5mm以下，单向拉伸强度极高，所以是一种轻质高强的材料，多用于增强其他材料。
很多板材如塑料板和木板都存在强度不够的情况，往往通过加厚的方法来弥补使用缺陷，这样做成本增加很多。CFRT片材一般在厚度很小的情况下具有很高的单向拉伸强度，故采用CFRT片材增强是一种很好的增强板材的方法。但由于CFRT片材采用热塑性塑料浸渍制成，热塑性塑料的表面能一般较高，呈惰性，用于增强时通常会有粘接复合不牢固的情况，不能起到很好的增强作用。

技术实现思路

本技术的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种能够强度高、成本低的连续纤维增强板材。
为了实现上述目的，本技术所设计的一种连续纤维增强板材，其包括板材芯层以及覆盖于板材芯层上下两面的上表层和下表层，所述上表层和下表层都由1～3片CFRT片材组成，所述板材芯层为PP塑料板。
每片CFRT片材的厚度为0.1～2.5mm。每片CFRT片材的纤维排列方向与相邻的CFRT片材的纤维排列方向之间的夹角呈0°～90°。
一种连续纤维增强板材的生产方法，具体包括如下步骤：步骤S1：将连续纤维分散均匀后同向并排排列，然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍，再经压制冷却后制成CFRT片材，其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池，并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂，所述马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂。主要用于无卤阻燃、填充、玻纤增强、增韧，金属粘结、合金相容等。能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，提高产品性能；步骤S2：将1～3片的CFRT片材加热压制复合形成表层或者仅由1片CFRT片材形成上表层和下表层；步骤S3：对表层的外表面进行电晕处理，使表面分子结构重新排列，产生极化，所述电晕处理是一种电击处理，它使承印物的表面具有更高的附着性。其原理是利用高频率高电压在被处理的塑料表面电晕放电，而产生低温等离子体，使塑料表面产生游离基反应而使聚合物发生交联，使得表面变粗糙，并增加其对极性溶剂的润湿性，这些离子体由电击和渗透进入被印体的表面破坏其分子结构，进而将被处理的表面分子氧化和极化，离子电击侵蚀表面，以致增加承印物表面的附着能力；步骤S4：在板材芯层的表面涂覆上胶黏剂，再将上表层和下表层贴上，经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层和下表层与板材芯层粘接地更加牢固，在步骤S4之前，对上表层和下表层的内表面进行电晕处理，所述上表层和下表层的内表面是指与胶黏剂相接触的那面。
本技术制得连续纤维增强板材，因为高强度的CFRT片材与板材芯层牢牢结合，使得板材的强度大大的增强，比未增强的芯板，拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量均增加50％以上。同时，由于CFRT片材的厚度很低，故增加的重量极少，成本也很低。本技术能使板材有更高的强度和更广泛的应用，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1中连续玻纤增强板材的剖视图。
图2是实施例1中表层的剖视图。
图3是实施例2中连续玻纤增强板材的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
实施例1：如图1、图2所示，本实施例提供的一种连续纤维增强板材，包括板材芯层3以及覆盖于板材芯层3上下两面上表层1和下表层5，所述上表层1和下表层5由3片CFRT片材4组成，所述板材芯层3为PP塑料板。
单片CFRT片材4的厚度为0.1～2.5mm。相邻的CFRT片材4的纤维排列方之间的夹角呈0°～90°。
一种连续纤维增强板材的生产方法，包括如下步骤：步骤S1：将连续纤维分散均匀后同向并排排列，然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍，再经压制冷却后制成CFRT片材4，其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池，并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂；步骤S2：将3片CFRT片材4加热压制复合形成上表层1和下表层5；步骤S3：对上表层1的外表面进行电晕处理，使表面分子结构重新排列，产生极化；步骤S4：在板材芯层3的表面涂覆上胶黏剂2，再将上表层1和下表层5贴上，经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层1和下表层5与板材芯层3粘接地更加牢固，在步骤S4之前，对上表层1和下表层5的内表面进行电晕处理。
本实施例得到的连续纤维增强板材，板材的强度有较大提升，板材芯层3的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别是22MPa、12MPa、0.9GPa。增强后为拉伸强度可达到55MPa，同时弯曲强度达到30MPa，弯曲弹性模量达到1.5GPa。
实施例2：如图3所示，本实施例提供的一种连续纤维增强板材，包括板材芯层3以及覆盖于板材芯层3上下两面上表层1和下表层5，所述上表层1和下表层5由1片CFRT片材4组成，且CFRT片材的厚度为0.1～2.5mm，所述板材芯层3为PP塑料板。
一种连续纤维增强板材的，包括如下步骤制得：步骤S1：将连续纤维分散均匀后同向并排排列，然后牵引通过熔融的热塑性塑料熔池完成浸渍，再经压制冷却后制成CFRT片材4，其中所述热塑性塑料熔池为聚丙烯熔池，并在聚丙烯中熔池添加有马来酸酐接枝相容剂；步骤S2：由1片CFRT片材4形成上表层1和下表层5；步骤S3：对上表层1和下表层5的外表面进行电晕处理，使表面分子结构重新排列，产生极化；步骤S4：在板材芯层3的表面涂覆上胶黏剂2，再将上表层1和下表层5贴上，经过压制后得到增强板材。
为了使得上表层1和下表层5与板材芯层3粘接地更加牢固，在步骤S4之前，对上表层1和下表层5的内表面进行电晕处理。
本实施例得到的连续纤维增强板材，板材的强度大大的增强：板材芯层3的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别是22MPa、12MPa、0.9GPa。增强后拉伸强度达到40MPa，同时弯曲强度达到24MPa，弯曲弹性模量达到1.2GPa。
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【技术保护点】
一种连续纤维增强板材，其特征在于，包括板材芯层(3)、覆盖于所述芯层(3)上下两面的上表层(1)和下表层(5)，所述上表层(1)和所述下表层(5)由1～3片CFRT片材(4)组成，所述芯层(3)为PP塑料板。

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强板材，其特征在于，包括板材芯层(3)、覆盖于所述芯层(3)上下两面的上表层(1)和下表层(5)，所述上表层(1)和所述下表层(5)由1～3片CFRT片材(4)组成，所述芯层(3)为PP塑料板。
2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷飞，金一平，陈子蛟，
申请(专利权)人：宁波华业材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33