[发明专利]一种适用于制备弓箭弓片的连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种适用于制备弓箭弓片的连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料及其制备方法和在制备弓箭弓片中的应用。所述连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料按重量份计，原料组成包括：尼龙6 100份，连续玻璃纤维150～200份，增韧剂3～10份，加工助剂0.5～5份；尼龙6为中等流动性尼龙6树脂，230℃、2.16kg条件下熔融指数为10～20g/10min；增韧剂为马来酸酐接枝改性聚烯烃弹性体，马来酸酐接枝改性聚烯烃弹性体的马来酸酐接枝率为0.5～1.0wt％。所述制备方法包括单向预浸带的制备和在弓片上的铺层设计。本发明连续玻璃纤维增强尼龙6复合板材具有高强度、高韧性、耐疲劳性、耐变形开裂等特性，满足复合弓片的功能要求。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种连续玻璃纤维增强尼龙 6复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

20世纪40年代，弓箭仍使用传统木质单体弓，由于木纤维本身的疲劳特性，当时弓的寿命都非常有限。随着玻璃纤维的出现，人们通过将玻璃纤维布与木材胶粘，明显提高了弓箭的使用效果。至此，玻璃纤维不仅仅被描述为“增强材料”，而是被称为“弹性材料”或“蓄能材料”，人类第一次在弓的制作中摆脱了对天然材料的过度依赖。弓箭，终于从手工艺品进化成了工业产品，逐步向现代弓形式演变。

目前市面上作为体育用品的现代弓是由弓把和弓片等主要部件组装而成的，弓片由固定件固定在弓把上。当前市场上用的弓片材质普遍以玻璃纤维板与木质结合、玻璃钢或各种纤维材料制成，往往出现强度和韧性不能兼顾，如振动大、抗疲劳性差、耐用性不强、易变形开裂等问题。

专利ZL 200820027605.X提供了一种防弓变形的弓片的制作方法，即采用薄木片、胶黏剂、玻璃钢材料进行制备一种防变形、经久耐用的弓片。专利CN 203303602 U公布了一种预浸纤维复合弓片，先将玻璃纤维、碳纤维和浸胶布进行分股配线后制得复合纤维，再将复合纤维使用环氧树脂浸渍，加入固化剂后放入模压机内成型弓片。上述专利中均利用不同纤维或材质进行组合，采用热固性树脂及成型方法，以达到增强弓片的强度和韧性，提高弓片耐用性的目的。对于纤维增强热固性复合材料而言，其材料韧性本身较差，调节空间有限。而纤维增强热塑性复合材料具有较好的韧性和强度，是弓片的一种理想材料。在连续纤维增强热塑性复合材料体系中，相同纤维含量下，连续纤维增强尼龙6复合材料比连续纤维增强聚丙烯复合材料具有高的强度和韧性，也优于玻璃钢材料，能很好的改善振动、抗疲劳性、耐用性、易变形开裂等问题。

公开号为CN 104672893 A的中国专利文献中公开了一种聚酰胺连续纤维复合材料预浸带及其制备方法和用途，该聚酰胺连续纤维复合材料预浸带由包括以下重量份的组分制成：聚酰胺树脂20-80份，连续纤维 20-80份，抗氧剂0.2-2份，润滑剂0.1-4份。该技术方案制备的聚酰胺连续纤维复合材料预浸带具备较好的拉伸性能、弯曲性能和抗冲击性能，但由于配方中加入了聚乙烯蜡、硅油等润滑剂，在较高的加工温度下易挥发，从而造成产品外表面的起泡现象，直接影响产品表面质量；同时由于聚乙烯蜡、硅油等起到外润滑的作用，黏附于聚酰胺熔体表面，使得聚酰胺熔体与纤维的界面结合效果变差，浸渍效果不能有效发挥。

公开号为CN 103571183 A的中国专利文献中公开了一种连续纤维增强尼龙6预浸带及其制备方法，该连续纤维增强尼龙6预浸带由包括以下重量份的组分制成：尼龙6 100份；连续玻璃纤维65-150份；相容剂2-10 份；抗氧剂0.2-1份；尼龙6为高熔融指数尼龙，其熔融指数＞50g/10min。该技术方案使用高熔融指数尼龙，熔融指数高可以保证混合体系较好的流动性，增加尼龙与玻璃纤维的浸渍效果，无需添加流动性改进剂，也无需外加润滑剂，从而改善产品表面光洁度。但高熔融指数尼龙(即高流动性尼龙)由于熔体粘度低，分子链断短，材料在韧性方面不一定能满足弓片的要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种适用于制备弓箭弓片的连续玻璃纤维增强尼龙6复合材料，采用中等流动性尼龙6树脂，是一种具有高强度、高韧性、耐疲劳性、耐变形开裂等特性的弓片用热塑性复合材料，满足复合弓片的功能要求。