[发明专利]一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法

说明书

本发明公开了一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法，包括步骤：(1)将热塑性连续纤维预浸带进行铺层、模压得到有机复合板；(2)将步骤(1)得到的有机复合板进行二维裁切得到2D有机板；(3)将步骤(2)得到的2D有机板加热软化后移入成型模具中；(4)合模并进行微发泡注塑成型，冷却后开模即得热塑性连续纤维增强复合材料制件。本发明利用热塑性连续纤维复合材料与微发泡注塑材料结合，经模压‑注塑一体成型，从材料、模具、成型工艺三个方面协同，制备的复合材料制品，表面平滑均匀，无缩印、低翘曲适合后期喷漆涂装。产品刚性高，而且质量轻，适合电视、电脑外壳以及汽配轻量化外观件的制备。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料及成型技术领域，具体涉及一种热塑性连续纤维增强复合材料制件的成型方法。

背景技术

随着工业制造技术和塑料改性技术的不断发展，以塑代钢已经在汽车制造、移动办公以及家居行业中形成一种趋势，许多传统的金属部件，逐渐被高性能的塑料所替代，但是由于通用改性工程塑料强度限制，对于结构强度要求较高的金属部件，取代难度较大。复合材料是以连续纤维为主，高分子树脂起到浸渍粘合作用，复合材料的强度可达到所含高强度纤维的水平，近年来在笔记本电脑外壳、增强管道和新能源汽车领域开始应用，取代金属材质，达到轻量化的目的。随着近年来热塑性复合材料应用技术的快速发展，采用模压注塑一体成型工艺，可大大缩短复合材料成型制品生产周期，使得复合材料在移动终端、汽车部件上的大批量生产成为现实。

对于汽车外饰、电脑、手机外壳产品件，一般需要较高的外观品质，特别是产品的翘曲、表面平滑性、缩印、气孔等要求极高。当前一般采用热塑性复合板模压后再进行裁切修边，对于装配结构，后期进行粘接处理。当前，也有部分内装制品采用有机板材与塑胶一体成型，但是有机板与后期注塑的材料存在收缩率不一致，发生翘曲变形、特别是注塑支撑筋位壁厚较大，容易引起表面明显的缩印，不适合外观制品的成型。

公开号为CN107474308A的专利说明书公开了一种微发泡聚丙烯复合材料的制备方法，采用聚丙烯、玻璃纤维、稀土氧化物先通过双螺杆挤出机挤出造粒，再将挤出得到的物料与发泡剂进行混合通过注塑机，得到微发泡聚丙烯复合材料制品。该方法主要研究发泡剂的类型和比例对注塑产品闭孔率和强度的影响，并没有涉及微发泡注塑制品外观及复合成型的研究。

公开号为CN105922601A的专利说明书公开了一种纤维增强热塑性复合材料部件的制备方法，采用先将复合板材预热，利用具有急冷急热的3D模具，模压成型为半成品，通过激光裁切，再嵌入注塑模具内注塑包边。主要利用高模温使得的板材表面平整光滑，不翘曲。此发明对复合板材的收缩率与注塑材料收缩率不一致引起的包边注塑结合面收缩斑未进行说明，对于边缘全部外漏部件的外观问题还有待研究。

公开号为CN108015923A的专利说明书公开了一种纤维增强热塑性复合材料产品的加工成型工艺，采用复合板材作为补强部分，裁切板经预热模压并同时注塑，注塑料为纯树脂及纤维增强材料。板材与注塑料结合力强，成型效率高。此工艺适合对外观要求不高的内部结构件的制备，因复合板材与注塑料收缩率差异较大，在板材与注塑料汇合处，容易形成明显的收缩斑痕及翘曲现象，不适合于汽车外饰平滑面制品的制作。

公开号为CN102532840A的专利说明书公开了一种用于笔记本电脑外壳的热塑树脂复合材料，采用热塑性树脂、有机纤维、无机纤维、无卤阻燃母粒及相关助剂组成。树脂熔体与连续纤维在张力作用下，引入浸渍模头充分浸渍，冷却后切成纤维增强粒料，最后与无卤阻燃母粒掺混得到产品，可用于笔记本电脑外壳的制备。该发明是一种浸渍的连续纤维制备切粒掺混过程，所列强度略高于传统双螺杆改性树脂，但远远不及连续纤维复合板材料的强度，对产品壁厚的设计空间有限。

发明内容