[发明专利]一种高强高耐磨热塑性复合板材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种高强高耐磨热塑性复合板材及其制备方法。

背景技术

纤维增强热塑性复合材料，具有优异的力学性能、成型周期短、重量轻、回收利用等特点。如专利CN200610154914公开了一种尼龙66复合材料，添加玻璃纤维等在双螺杆挤出机混合挤出得到的专用复合料，该料可用于制造汽车散热器冷却水箱的排气室、水管和恒温器外壳等部件。专利CN200410017805公开了一种高抗冲玻璃纤维增强PBT的复合材料，该专利是将短切纤维填充到原料中混合挤出，得到的复合材料抗冲击性能好，各项力学性能优异。但是这些专利所涉及的填充的短切纤维的量有限，一般都低于40%；另外短切纤维的增强效果不如长纤维增强的性能好。

专利CN200810018059介绍了用于抗冲击磨损的复合材料及其制备方法，采用橡胶与钢铁基层、高络合金耐磨层粘合在一起形成的复合材料，该复合材料强度高，但是该复合材料中三种材料之间的粘结问题，还有材料本身的重量比较大，以及工序上的繁琐。

专利CN10971461A介绍了一种PVC玻璃钢复合材料，该材料是在PVC壳体内设置一层与之结合为一体的玻璃钢层，适合于生产制造各种玩具，电器具外壳以及工业包装和家具的外观造型。但是该种材料抗冲击性能差，用于一些电器外壳耐磨性也不够。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高强高耐磨热塑性复合板材。本发明采用连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）片材与热塑性聚氨酯（TPU）薄膜热熔复合，制备的复合材料力学性能优异，具有良好的抗冲击性能和优异的耐磨性能，使其在核壳类产品、建筑方面拥有广阔的应用市场。

本发明的另一个目的是提供一种上述高强高耐磨热塑性复合板材的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种高强高耐磨热塑性复合板材，从上到下依次包括上表层、连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材中间层和下表层，所述连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材中间层位于所述上表层和所述下表层之间。

所述上表层或所述下表层所用的材料均为热塑性聚氨酯（TPU）薄膜；上表层和下表层所用的热塑性聚氨酯（TPU）薄膜可以相同也可以不同。

优选的，所述热塑性聚氨酯薄膜的硬度为40～60D；厚度为0.5～2mm。

所述连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材包括多层连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）预浸带。

所述连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）预浸带中玻纤的重量含量为45～60%，厚度为0.2～0.35mm。

所述上表层或所述下表面的厚度均为0.5～2mm。

所述连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材中间层的厚度为2～24mm。

所述高强高耐磨热塑性复合板材的厚度为3.0～28mm。

本发明还提供了一种上述高强高耐磨热塑性复合板材的制备方法，包括以下步骤：

将连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）预浸带裁剪，横向和纵向放置各数片形成连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材中间层；同时将热塑性聚氨酯（TPU）薄膜裁剪成与连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）预浸带相同的尺寸，置于连续玻璃纤维增强的热塑性聚丙烯（TPAC）板材中间层的上下表面，将铺好的复合材料放入模压机的框型模具中，经过预热后热压压板成型；然后再放入冷却模压机中，冷却定型，得到高强高耐磨热塑性复合板材。

所述框型模具的厚度为3.0～28mm，框型模具的厚度与制得的高强高耐磨复合板材的厚度一致。

所述预热的温度为190～205℃，压力为0.1～0.5MPa，时间为40～300s，时间优选为60～200s。

所述热压的温度为190～205℃，压力2～5MPa，时间为20～200s，时间优选为60～200s。

所述复合材料放入模压机的总时间为60～500s，优选为120～300s。

所述冷却定型的压力为2～5MPa；时间为3～10min。

本发明制备出的复合板材为高强高耐磨板材，可再切割或加工成需要的产品形状。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明提供的高强高耐磨热塑性复合板材的力学性能高，抗冲击强度优异，粘结无需胶料，热熔粘接，安全牢固；热粘结的设备简单，操作容易；材料表面耐磨性能优异。