[发明专利]一种纤维网格塑料板及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于复合材料技术领域，具体地说涉及一种纤维网格塑料板及其制备方法。

背景技术：

随着经济的发展，纤维增强塑料作为一种环保型的可回收使用的复合材料得到了长足的发展，广泛应用于国民经济各个领域。

纤维增强塑料含两大类材料：纤维和塑料。它们对复合材料的性能起着不同的作用。作为骨架材料的纤维主要起承载外力的作用，而塑料起着粘结作用，并对骨架材料起保护作用。一个明显的事实是：在其它条件相同的情况下，骨架材料的长度越长，则复合材料的强力越高。

挤出工艺是塑料制品加工的一种重要工艺，生产是连续进行的，生产效率高。挤出成型工艺中，最常见的纤维增强塑料的制造是将纤维和塑料一起放入挤出机中混合挤出制得纤维增强塑料粒料，再经注塑成型得到制品。在这种情况下，纤维受到了至少两次(包括注塑机中的一次)螺杆与机筒配合下的挤压、铰切，纤维长度很短，制品中纤维长度大多小于0.2毫米。这种长度的纤维，增强效果是不理想的，材料的破坏往往发生在纤维和塑料的界面，塑料和纤维的界面结合力低，没有很好地发挥出纤维的增强作用。于是人们对挤出机螺杆、机筒进行了改进，研究开发了长纤维增强塑料(英文缩写LFT)工艺，同时人们还对塑料进行改性，对纤维进行表面处理研究，以提高纤维和塑料的界面结合力，提高复合材料的强度。这些措施都起到了明显的作用。国际上的LFT粒料和DLFT(直接法LFT，直接生产纤维增强塑料制品)制品生产线已经成熟地商品化了。但这类复合材料制品中，纤维还是呈分散分布，纤维在复合材料中非连续存在，复合材料的力学性能还是不理想。

玻璃纤维和聚丙烯是使用得很普遍的纤维和塑料，人们对它们的研究比较多，实际上这些研究的结果对其它的纤维增强塑料也是有普遍适用性的。

ZL98105809.4用挤出工艺制备玻璃纤维增强聚丙烯，专门设计了螺杆，强制切碎玻璃纤维，并加入了界面改性剂，提高复合材料性能。

ZL03141667.5使用稀土改性剂对玻璃纤维进行表面处理，制得的复合材料力学性能得到提高。

ZL03129167.8将钛酸钾晶须用于玻璃纤维和聚丙烯的复合材料，对聚丙烯进行改性，使聚丙烯中玻璃纤维与聚丙烯间的结合更加稳定和增强，提高了复合材料的强度、耐冲击性、耐热性等性能。

ZL00820094.7使用了长度为1～15毫米的玻璃纤维和云母来提高复合材料的耐热性、刚性，降低翘曲性。

挤出工艺的特性决定了：如果在制造纤维增强塑料复合材料时，纤维进入挤出机，它们肯定会被切短，而大大降低纤维增强作用。而且被切短的纤维会随挤出融体发生取向，造成材料强度严重的各向异性，在垂直于流动方向，材料强度很低。再看看采用纤维不进入挤出机的加工方法，让纤维直接进入模具：若用纱线状纤维生产板材，材料的横向强度低；若用布类增强物生产板材，则因塑料融体粘度过大，难以浸透增强材料，会造成板材分层，没法使用。本发明提供的解决方案就能很好地解决这些问题，既保证了增强纤维的长度，又解决了材料性能的各向异性问题，还有最重要的一点是保证了复合材料板的整体性，最大限度地发挥了纤维的增强作用。本发明提供的方案，其核心就是不让纤维进入挤出机而直接进入挤出模和塑料复合，为了保证材料性能各向均匀，纤维以网格的形态应用于成型。本发明使生产效率高的挤出工艺直接用于纤维增强塑料制品的成型成为可能。

有一种热压的连续纤维增强塑料板材已经获得大规模应用，即GMT板材。它是连续纤维经针刺成毡后再和塑料一起压制成型的。一方面，针刺对纤维的损伤，会降低纤维的增强作用；另一方面，GMT板材中的纤维以弯曲的形态存在，纤维分布不均匀，影响了材料的力学性能；第三，这种工艺生产投资大，不易推广；第四，该板材使用的纤维基材价格高。这些都使GMT板材的应用受到了制约。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种纤维网格塑料板及其制备方法，它可克服现有技术中的一些不足，提高板材的强度、刚性，降低生产成本。

本发明的技术方案是这样实现的：一种纤维网格塑料板，其特征在于：所述的纤维网格塑料板含有重量百分比为0.5％～60％的纤维，其形态为连续的纤维网格，余量为热塑性塑料，至少一层纤维网格置于塑料中。