[发明专利]一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用。本发明的一种连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，所述带材层含有连续纤维束，所述上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加浸润剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

纤维增强复合材料，是以聚合物为基体，以纤维束等纤维材料为增强材料而制成的复合材料，它综合了塑料基体和纤维束的综合性能，已成为一种具有优越性能和广泛用途的工程材料。

但是，现有技术的玻璃纤维与树脂基体的相容性较差，界面结合不好，容易形成缺陷，由此制成的带材在户外使用时，容易因UV老化等导致基材开裂，性能丧失。为此，可以利用浸润剂改变玻璃纤维的表面性能，增强其与树脂基体的相容性，在一定程度上提高复合材料的性能。在玻璃纤维生产过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆浸润剂，浸润剂的性能很大程度上决定玻璃纤维的质量品质，浸润剂不仅能够增强纤维束的粘合性、耐起绒性、涂覆性，使纤维表面平滑，增加耐磨性、柔韧性，并易于卷绕且缠绕时损伤减少；还能够提高玻璃纤维与树脂基体的相容性，使得制备的复合材料的机械性能得以提高。

CN107540244A公开了一种增强聚丙烯塑料玻璃纤维浸润剂，所述浸润剂由以下组分组成，各组分的质量用量占浸润剂总质量的百分比表示如下：(1)丙烯酸乳液3-22％；(2)聚醋酸乙烯酯乳液2-24％；(3)聚酯乳液1-10％；(4)环氧乳液1-17％；(5)改性脂肪烃类润滑剂0.1-3.5％；(6)硅烷偶联剂0.2-1.5％；(7)表面活性剂0.1-2％；(8)抗静电剂0.1-1.0％；(9)pH调节剂0.1-0.9％；(10)剩余为去离子水。该发明提供的浸润剂能够与聚丙烯塑料树脂相容性好，增强了玻璃纤维的塑性和挺度，减少了毛丝的产生，具有良好的切割性、分散性及流动性并赋予复合材料突出的力学性能和电性能，同时提高了玻璃纤维的机械性能。通过浸润剂提高改善玻璃纤维的表面性能，进一步提高增强塑料的性能。

CN108996923A公开了一种高浸渍性的LFT增强聚丙烯用无碱玻璃纤维浸润剂及其应用，该浸润剂包含pH值调节剂、硅烷类偶联剂、成膜剂A、成膜剂B、润滑剂、表面活性剂、抗氧剂和去离子水，成膜剂A为马来酸酐接枝改性的聚丙烯蜡乳液，成膜剂B为马来酸酐接枝改性的聚乙烯乳液，润滑剂为PEG类润滑剂和矿物油类润滑剂的组合，表面活性剂为微晶蜡乳液和阳离子聚丙烯酰胺乳液的组合，抗氧剂为次亚磷酸盐类。通过该浸润剂生产的玻璃纤维具备良好的界面结合性，在高温下能与聚丙烯树脂快速容合，浸渍速度快，还兼备良好的工艺性，耐磨性好，毛羽少，具有高浸渍性，从而可以提高生产效率，降低生产成本。

但是，上述浸润剂在玻璃纤维表面的浸透较慢，成膜性差，导致制备的复合材料的力学性能较差，不便于应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种连续纤维束增强复合材料及其制备方法和应用，制得的连续纤维束增强复合材料，无需添加连续纤维束浸润剂和其他助剂，增强材料与基体树脂之间的相容性好，无界面结合不良的问题，具有良好的耐候性和耐老化性能。

本发明的目的之一在于提供一种连续纤维束增强复合材料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种连续纤维束增强复合材料，包括带材层，以及设置在所述带材层上下两侧的上膜层和下膜层，所述带材层含有连续纤维束，所述上膜层与所述下膜层不含连续纤维束。

本发明的连续纤维束增强复合材料，无需添加连续纤维束浸润剂和其他助剂，在含有连续纤维束的带材层的上下两侧复合不含连续纤维束的上膜层和下膜层，不存在界面结合不良的问题，使得连续纤维束增强材料与基体树脂之间的相容性更好，制得的连续纤维束增强复合材料具有良好的耐候性和耐老化性能。