[发明专利]一种微孔泡沫复合材料的制备方法及其产品

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种微孔泡沫复合材料的制备方法及其产品。

背景技术

微孔发泡塑料是指微孔直径为0.1-10μm，微孔密度10⁹-10¹⁵个/cm³的一种泡沫塑料，是由美国麻省理工学院的J.E.Martini等人在1981年首先研制成功。这种微孔泡沫塑料泡孔极小且分布均匀，能使聚合物中的微隙圆孔化，泡孔起到了一种类似橡胶颗粒增韧的作用，这些微小的泡孔通过钝化裂纹尖端，增加传播裂纹所需要的能量来阻止裂纹的扩展，从而改善塑料泡体的力学性能，提高冲击强度、韧性和耐疲劳寿命。微孔泡沫塑料可用作包装、建筑、汽车、电子、家电等领域。

微孔泡沫塑料作为一种性能优异的新型材料，在取得巨大进展的同时，也出现了很多问题（1）由于微孔泡沫塑料在注塑成型时气泡沿模具表面释放或流动，导致制品表面粗糙，形成不了光滑表面，限制了其应用领域，如何提高微孔发泡塑料制品的表面质量是当前急需解决的难题。（2）在一些应用领域，微孔泡沫塑料力学性能尤其是强度较差，限制了其发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种微孔泡沫复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种由上述方法制备得到的微孔泡沫复合材料，该复合材料具有质量轻、抗冲击性能好，强度高等优点。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种微孔泡沫复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）把0.1~70份预浸料置于注塑机模具型腔静模或/和动模内壁处，合模；

（2）从注塑机料斗处加入30~99.9份热塑性塑料；惰性气体通过计量阀注入机筒内的热塑性塑料熔体中，混合均匀，形成热塑性塑料/惰性气体均相体系；

（3）注射，开模，制备得到微孔泡沫复合材料。

所述的注塑机模具的预热温度为20~120℃。

所述的注塑机料筒温度为加料段100~250℃，压缩段140~300℃，均化段140~300℃。

所述的惰性气体的通入量为热塑性塑料的质量百分比为0.1~1%。

所述的注射的预浸料、热塑性塑料/惰性气体混合物的体积占模具型腔体积的50~99%。

所述的注射的时间为0.01~2S。

所述的预浸料选自单向预浸带或预浸布中的一种或一种以上。

所述的惰性气体为二氧化碳或氮气。

本发明还提供了一种由上述方法制备得到的微孔泡沫复合材料，该材料是由以下重量份数的组分制成：0.1~70份预浸料，30~99.9份热塑性塑料；所述的预浸料制备成纤维增强热塑性塑料，热塑性塑料制备成微孔泡沫塑料，微孔泡沫塑料在纤维增强热塑性塑料表面成型得到微孔泡沫复合材料。

所述的微孔泡沫复合材料由二层材料组成：一层是微孔泡沫塑料，另一层是纤维增强热塑性塑料，两层材料通过注塑工艺在模具的型腔内粘合而成。

所述的微孔泡沫复合材料由三层材料组成：中间层是微孔泡沫塑料，另外两层是纤维增强热塑性塑料，三层材料通过注塑工艺在模具的型腔内粘合而成。

所述的纤维平均长度≥0.8mm；为连续纤维。

所述的热塑性塑料或预浸料通过自制的方法获得。

热塑性塑料的制备方法如下：

称取10-100份热塑性树脂，0-100份填料、0-40份增韧剂、0-20份阻燃剂、0-10份助剂，通过混合机搅拌5-20分钟。把混合料由料斗处加入双螺杆挤出机，玻纤喂料口处加入玻璃纤维0-60份，挤出机温度区间为100-400℃，挤出速度为50-500转/分钟，牵引，切粒，制备得到热塑性塑料。

单向预浸带的制备方法如下：

称取5-80份热塑性树脂、20-95份纤维、0-80份填料、0-60份增韧剂、0-60份阻燃剂、0-10份助剂，通过混合机搅拌5-20分钟。把混合料由料斗处加入螺杆挤出机中，挤出机温度区间为100-400℃，挤出速度为50-500转/分钟，挤出料挤入熔体槽中，保持熔体槽温度为100-400℃，从熔体槽的一侧引入20-95份纤维，另一侧引出纤维，纤维牵引速度为1米-100米/分钟，经过压机压制，制备得到单向预浸带。

预浸布的制备方法如下：