專(zhuān)利名稱(chēng)：碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料，是一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
增強(qiáng)纖維是復(fù)合材料的最重要的組成部分，其作用是使復(fù)合材料有一定的物理強(qiáng)度和韌性，使材料能夠經(jīng)受拉伸，剪切，沖擊等機(jī)械作用。碳纖維復(fù)合材料盡管具有高彈性模量，高耐熱性，低密度等優(yōu)點(diǎn)，但是，碳纖維不僅價(jià)格貴，而且，碳纖維復(fù)合材料的加工費(fèi)也高。而無(wú)堿無(wú)捻玻璃纖維雖然具備分散性好，集束好，切斷性好，浸漬性好，價(jià)格較低等特點(diǎn)，但是，其性能遠(yuǎn)不如碳纖維復(fù)合材料。因此，選擇幾種在性能和價(jià)格能夠互補(bǔ)的纖維作增強(qiáng)材料，不僅能發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，還可以降低成本。由于，低成本是碳纖維復(fù)合材料向工業(yè)化發(fā)展的重要因素，因此，采用碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的生產(chǎn)工藝是逐步推廣碳纖維復(fù)合材料在工業(yè)及其他領(lǐng)域大量應(yīng)用的有效途徑?，F(xiàn)行業(yè)內(nèi)，在生產(chǎn)制品時(shí)，也有碳纖維預(yù)浸布和玻璃纖維預(yù)浸布層間混雜和層內(nèi)混雜的方式，即先制作單一的預(yù)浸料，然后在混雜鋪層，但是，該方式由于受到徑向，緯向纖維織物的限制，在模具內(nèi)不流動(dòng)，只能制造類(lèi)似平板的產(chǎn)品。迄今尚未見(jiàn)碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料及其生產(chǎn)工藝的報(bào)道和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種聚集碳纖維和玻璃纖維之優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)兩者之不足，成本低，能夠滿足使用要求的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料；并提供適于工業(yè)化生產(chǎn)，簡(jiǎn)單適用，制造成本低的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料生產(chǎn)工藝。解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于在同一條生產(chǎn)線上同時(shí)浸漬碳纖維和玻璃纖維而采用的雙組份浸漬體系， 它主要由樹(shù)脂糊I、樹(shù)脂糊II和增稠劑組成；所述的樹(shù)脂糊I主要由質(zhì)量份的70. 0-90.0 份熱固性樹(shù)脂，30. 0-10.0份低收縮樹(shù)脂，0. 8-1. 5份固化劑，0. 5-1.0份阻聚劑MODE， 2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065 和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580, 2-3份濕潤(rùn)分散劑BYK-9076,6. 0-12. 0 份聚乙烯粉組成。所述的樹(shù)脂糊II主要由質(zhì)量份的50. 0-70. 0份熱固性樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0 份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，0. 5-1. 5份濕潤(rùn)分散劑BYK-9010和2-3份BYK-9076，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，20. 0-80. 0份填料氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉組成。所述的增稠劑主要由質(zhì)量份的64份苯乙烯， 35份活性氧化鎂和1份硬脂酸鋅組成。所述的熱固性樹(shù)脂為能夠增稠的乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂。
所述的固化劑為CH-335或TBPB。所述的偶聯(lián)劑為KH-580。所述的碳纖維的規(guī)格為;3K、6K、12K、MK、48K或60K ；所述的玻璃纖維的規(guī)格無(wú)堿無(wú)捻的玻璃纖維，其規(guī)格為MOOTEX或4800TEX。一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料的生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括以下步驟
第一步配料
1)樹(shù)脂糊I的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取70.0-90.0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，30. 0-10.0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0 份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，2-3份濕潤(rùn)分散劑BI-9076，6. 0-12. 0份聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中， 攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在34_38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌 5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-100(K)CpS配制成樹(shù)脂糊I ；
2)樹(shù)脂糊II的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取50.0-70. 0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯， 0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅， 0. 5-1. 5份濕潤(rùn)分散劑BI-9010和2-3份濕潤(rùn)分散劑BI-9076，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580， 20. 0-80. 0份填料氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-1500r/min，溫度控制在34-38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min 后，停止攪拌，粘度控制在8000-15000cpS配制成樹(shù)脂糊II ；
3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，粘度控制在15000-25000cpS配制成增稠劑；
第二步混合
1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；
2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；
第三步浸漬
1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.5-0.7mm，將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1/4" ,1/2“、1"或2"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為30-80:70-20 ；
2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.0-1.3mm，將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1/4"、1/2〃、1"或2"的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為30-80 70-30 ；
3)浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，經(jīng)壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為3-18 M/min,壓力為30-45 PSI進(jìn)行復(fù)合，制成厚度2. 0-2. 4mm,單重為1800-2500 g/m2碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝；
第四步熟化，將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材放入熟化室增稠，熟化溫度為36-40°C，粘度控制在1500士500萬(wàn)CPS進(jìn)行熟化處理；
第五步將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，進(jìn)行模壓，模壓溫度130-1400C，模壓壓力10-12 Mpa,保壓時(shí)間55-60sec/mm制成片狀模塑料成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在
1.碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，集碳纖維和玻璃纖維之優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)兩者之不足，成本低，能夠滿足使用要求；并提供適于工業(yè)化生產(chǎn)，簡(jiǎn)單適用，制造成本低的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料生產(chǎn)工藝；
2.碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料生產(chǎn)工藝，利用獨(dú)特的樹(shù)脂糊配方，便于碳纖維的浸透，而不采用目前碳纖維材料通常使用的預(yù)浸料生產(chǎn)工藝，因此，設(shè)備費(fèi)用低， 制造費(fèi)用低；
3.通常的碳纖維預(yù)浸料工藝采用可揮發(fā)性的溶劑，會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染，而本發(fā)明的工藝是對(duì)碳纖維材料采用成熟的片狀模塑料增稠體系，且不需要可揮發(fā)性的溶劑，不僅節(jié)省材料，而且，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，屬于低碳生產(chǎn)工藝；
4.通常的碳纖維預(yù)浸料在鋪層時(shí)較費(fèi)工，費(fèi)時(shí)，形成制品的周期一般需3個(gè)多小時(shí)，而本工藝只需要幾分鐘；
5.模壓的預(yù)浸料通常在180°C下成型，而本工藝模壓溫度130-140°C，模壓壓力10-12 Mpa成型，節(jié)省能源；
6.通常的預(yù)浸料受徑向和緯向編織形式的限制，不能在模腔內(nèi)流動(dòng)，需在模具上100% 鋪料，而本工藝采用短切的纖維體系，在高溫高壓下可模腔內(nèi)流動(dòng)，故可模壓產(chǎn)品形狀較為復(fù)雜的制品；
7.通常的碳纖維預(yù)浸料多采用手工方式成型制品，而本工藝制造的含碳纖維片材采用模壓方式，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；
8.本工藝亦適用于制造其它類(lèi)型的纖維增強(qiáng)的片狀模塑料；
9.本工藝亦適用于制造純碳纖維增強(qiáng)的片狀模塑料。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料及其生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料主要由樹(shù)脂糊I、樹(shù)脂糊II和增稠劑組成。所述的樹(shù)脂糊I主要由質(zhì)量份的70. 0-90. 0份熱固性樹(shù)脂，30. 0-10. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，2-3份濕潤(rùn)分散劑 BYK-9076,1. 20-2. 80 份偶聯(lián)劑 KH-580，6. 0-12. 0 份聚乙烯粉組成。所述的樹(shù)脂糊II主要由質(zhì)量份的50. 0-70. 0份熱固性樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，0. 5-1. 5份濕潤(rùn)分散劑BI-9010和2-3份BI-9076，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，20. 0-80. 0份填料氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉組成。所述的增稠劑主要由質(zhì)量份的64份苯乙烯，35份活性氧化鎂和1份硬脂酸鋅組成。
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所述的熱固性樹(shù)脂為乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂。所述的固化劑為CH-335或TBPB。所述的偶聯(lián)劑為KH-580。所述的碳纖維的規(guī)格為;3K、6K、12K、MK、48K或60K ；所述的玻璃纖維的規(guī)格無(wú)堿無(wú)捻的玻璃纖維，其規(guī)格為MOOTEX或4800TEX。本發(fā)明碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料的生產(chǎn)工藝包括以下步驟 第一步配料
1)樹(shù)脂糊I的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取70.0-90.0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，30. 0-10.0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0 份防相分離劑BYK-972,1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BYK-9065, 2-3份濕潤(rùn)分散劑BYK-9076, 1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，1. 0-3. 0份硬脂酸鋅和6. 0-12. 0份聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中，攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在34-38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-10000CPS配制成樹(shù)脂糊I ；
2)樹(shù)脂糊II的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取50.0-70. 0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0 份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065，0. 5-1. 5份濕潤(rùn)分散劑BI-9010和 2-3份BI-9076，，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，20. 0-80. 0份填料氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-1500r/min， 溫度控制在;34-38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在8000-15000cps配制成樹(shù)脂糊II ；
3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，粘度控制在15000-25000cpS配制成增稠劑；
第二步混合
1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；
2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；
第三步浸漬
1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.5-0.7mm，將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1/4" ,1/2“、1"或2"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為30-80:70-20 ；
2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.0-1.3mm，將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1/4"、1/2〃、1"或2"的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為30-80 70-20 ；
3)先切碳纖維，然后，切割玻璃纖維，當(dāng)載有碳纖維的承載膜運(yùn)行到玻璃纖維切割器下方時(shí)，開(kāi)動(dòng)玻璃纖維切割機(jī)切割，玻璃纖維均勻地置于短切碳纖維上面，此時(shí)，載有樹(shù)脂糊的上，下承載膜將短切的碳纖維與玻璃纖維夾在中間進(jìn)入壓實(shí)機(jī)，壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為3-18 M/min,壓力為30-45 PSI。制成厚度2. 0-2. 4_，單重為1800-2500 g/m2的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝；
第四步熟化，將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材放入熟化室增稠，熟化溫度為36-40°C，粘度控制在1500士500萬(wàn)CPS進(jìn)行熟化處理；
第五步將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，進(jìn)行模壓，模壓溫度 130-1400C，模壓壓力10-12 Mpa,保壓時(shí)間55-60sec/mm制成片狀模塑料成品。本發(fā)明所用原料易得，均為市售產(chǎn)品。其中固化劑為CH-335，其化學(xué)名1. 1一雙叔丁基過(guò)氧化一3. 3. 5—三甲基環(huán)己烷，分子式=C17H34O4,分子量302. 5，10小時(shí)半衰期溫度92°C，1小時(shí)半衰期溫度112°C，1 分鐘半衰期溫度；固化劑或?yàn)門(mén)BPB，其化學(xué)名過(guò)氧化苯甲酸叔丁脂。偶聯(lián)劑為KH-580，是一種有機(jī)官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑，對(duì)于提高玻纖增強(qiáng)和含無(wú)機(jī)填料的熱固性樹(shù)脂能提高它們的機(jī)械性能?；瘜W(xué)名稱(chēng)Y-巰丙基三甲氧基硅烷，分子式 HS(CH2)3Si(0CH3)3，物化性質(zhì)本品為無(wú)色透明液體，可溶于多種有機(jī)溶劑中。分子量 238. 4，密度(P 20)g/cm :1· 045，折光率(nD) :1. 442士0.005。濕潤(rùn)分散劑為9010是無(wú)溶劑潤(rùn)濕分散劑.用于填料分散時(shí)降低粘度，化學(xué)組成帶酸性基團(tuán)的共聚物，典型物化數(shù)據(jù)酸值1 mg KOH/g，不揮發(fā)份95 %， 密度 20 ° C: 1. 16 g/ml。濕潤(rùn)分散劑BI-9076，化學(xué)組成高分子量烷基銨鹽共聚物，物化數(shù)據(jù)胺值 44 mg KOH/g,酸值38 mg，KOH/g，不揮發(fā)份96 %，折射率1.468，閃點(diǎn)>100"C。內(nèi)脫模劑為BI-9065，可全面替代或部分替代硬脂酸鋅。防相分離劑為BI-972，用于防止樹(shù)脂與低收縮性組分之間發(fā)生的相分離?；瘜W(xué)組成高分子量嵌段共聚體的溶液，物化數(shù)據(jù)胺值11 mg KOH/g，不揮發(fā)份30 %，密度 20°C 1.02 g/ml，折射率1.438，閃點(diǎn)38。阻聚劑為MODE，用于提高材料的流動(dòng)性。由5%的對(duì)苯醌(PBQ)和5%的2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)溶于90%的間苯二甲酸二烯丙酯(DAP)中配制而成，化學(xué)名對(duì)苯醌 (PBQ)，分子式=C8H4O2分子量108. 1，含量彡99% ；化學(xué)名2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)， 分子式C15H240，分子量220. 0。填料為氫氧化鋁微粉，超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣，根據(jù)需要任選其一。氫氧化鋁微粉 (ATH)，細(xì)度1-2μπι，水份小于0. 1，添加量為樹(shù)脂量的20-80份；能提高材料的阻燃性能及物理機(jī)械強(qiáng)度。ATH受熱脫水分解，吸熱量達(dá)1967. 2J/kg，能有效抑制聚合物的升溫和熱降解。ATH緊密堆積的雙層晶體結(jié)構(gòu)能捕捉引發(fā)聚合物燃燒的羥基自由基，斷絕連鎖反應(yīng)。超細(xì)重質(zhì)碳酸鈣(CaCO3),細(xì)度1-2μπι，水份小于0. 1，分子量100. 09，相對(duì)密度2. 45-2. 50，粒徑1. 0-2. 0 μ m。氧化鎂是用于樹(shù)脂的增稠劑，分子式Mg0，分子量40. 30，碘吸附值；嘗165。纖維為碳纖維的規(guī)格為3K，12Κ, 24Κ, 48Κ或60Κ。玻璃纖維為無(wú)堿無(wú)捻玻璃纖維，其規(guī)格為Μ00ΤΕΧ或4800ΤΕΧ。具體實(shí)例1
利用本發(fā)明生產(chǎn)的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)片狀模塑料，可模塑帶加強(qiáng)筋，螺栓孔， 側(cè)孔，預(yù)埋金屬件等復(fù)雜的3D形狀的產(chǎn)品?，F(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)室罩蓋多使用無(wú)堿無(wú)捻的玻璃纖維片狀模塑材料，為保證強(qiáng)度，其纖維含量大于32%，裝配面壁厚達(dá)12ΜΜ，其余部分大于4ΜΜ，重量約7Kg，制品材料要求在150°C油中經(jīng)1080小時(shí)耐油試驗(yàn)后，材料性能衰減不能超過(guò)10%，并且無(wú)變形，無(wú)開(kāi)裂，無(wú)氣泡，無(wú)腐蝕。本技術(shù)方案實(shí)施如下
第一步配料
1)樹(shù)脂糊I的配制稱(chēng)取85.OOKg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，15. OOkg低收縮樹(shù)脂，1. 50kg固化劑CH-335,0. 80kg阻聚劑MODE，4. Okg苯乙烯，1. 50kg防相分離劑BYK-972,2. Okg內(nèi)脫模劑 BYK-9065, 2. 20kg 偶聯(lián)劑 KH-580，1. 80Kg 分散劑 BYK-9076, 2. Okg 硬脂酸鋅和 10. Okg 份聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中，攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在38°C，攪拌10 min 后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-100(K)CpS.配制成樹(shù)脂糊 I備用；
2)樹(shù)脂糊II的配制稱(chēng)取70.OOkg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，30. OOkg份低收縮樹(shù)脂，1. 50kg固化劑CH-3;35，0. 80kg阻聚劑MODE，4. Okg交聯(lián)劑苯乙烯，1. 50kg防相分離劑Β (_972，2. Okg 內(nèi)脫模劑 BYK-9065,1. OOkg 濕潤(rùn)分散劑 ΒΥΚ-9010 和 1. 8. OKg 分散劑 BYK-9076,1. 60kg 偶聯(lián)劑KH-580，2. Okg份硬脂酸鋅，50. Okg碳酸鈣，5. Okg聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-1500r/min，溫度控制在38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min 后，停止攪拌，樹(shù)脂糊粘度控制在8000-15(KK)CpS，備用；
3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，增稠劑粘度控制在15000-25000cpS，備用；
第二步混合
1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；
2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；
第三步浸漬
1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.7mm,將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為60:40 ；
2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.2mm，將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1"的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為陽(yáng):45 ；
3)浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，在壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為12 M/min,壓力為45 PSI進(jìn)行復(fù)合，制成厚度2. 3mm，單重為M00 g/m2的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝；
第四步熟化，將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材放入熟化室增稠，熟化溫度為38°C，粘度控制在1500士500萬(wàn)CPS進(jìn)行熟化處理；
第五步將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，進(jìn)行模壓，調(diào)整上、下模溫度 130-140°C，模壓壓力12 Mpa,保壓時(shí)間5keC/mm制成片狀模塑料成品。采用本方案壓制的產(chǎn)品，其制品裝配面壁厚達(dá)7MM，其余部分2. 5MM左右，重量低于^(g，產(chǎn)品的理化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純玻璃纖維材料。具體實(shí)例2:
用本發(fā)明制造的碳纖維與玻璃纖維混雜的片狀模塑料可用于汽車(chē)部件，小型風(fēng)機(jī)葉片。第一步配料
1)樹(shù)脂糊I的配制稱(chēng)取75.OOKg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，25. OOkg低收縮樹(shù)脂，1. 30kg固化劑CH-335，0. 60kg阻聚劑MODE，3. Okg交聯(lián)劑苯乙烯，1. Okg防相分離劑BYK-972, 2. Okg內(nèi)脫模劑BI-9065，1. 80kg偶聯(lián)劑KH-580，1. 5kg硬脂酸鋅和12. Okg聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中，攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-10(KK)CpS.配制成樹(shù)脂糊I備用；
2)樹(shù)脂糊II的配制稱(chēng)取65.OOkg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，35. OOkg份低收縮樹(shù)脂，1. 25kg固化劑CH-335，0. 60kg阻聚劑MODE，5. Okg交聯(lián)劑苯乙烯，1. OOkg防相分離劑BI-972，2. Okg 內(nèi)脫模劑BYK-9065,1. 50kg濕潤(rùn)分散劑BYK-9010,1. 8kg偶聯(lián)劑KH-580，1. 5kg份硬脂酸鋅，70. Okg填料碳酸鈣，4. Okg聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-1500r/min ，溫度控制在38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，樹(shù)脂糊粘度控制在8000-15000cps,備用；
3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，增稠劑粘度控制在15000-25000cpS，備用；
第二步混合
1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；
2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；
第三步浸漬
1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.6mm,將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為50:50 ；
2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.2mm，將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1"的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為65:35 ；
3)浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為12M/ min,壓力為45 PSI進(jìn)行復(fù)合，制成厚度2. 4mm，單重為MOO g/m2的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝；
第四步熟化，將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材放入熟化室增稠，熟化溫度為38°C，粘度控制在1500士500萬(wàn)CPS進(jìn)行熟化處理；
第五步將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，進(jìn)行模壓，調(diào)整上，下模溫度 130-140°C，模壓壓力12 Mpa,保壓時(shí)間5keC/mm制成片狀模塑料成品。具體實(shí)例3:
用本發(fā)明制造的碳纖維與玻璃纖維混雜的片狀模塑料可用于軌道交通部件等產(chǎn)品。第一步配料
1)樹(shù)脂糊I的配制稱(chēng)取90. OOKg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，10. OOkg低收縮樹(shù)脂，1. 50kg固化劑CH-335，1. Okg阻聚劑MODE，3. Okg交聯(lián)劑苯乙烯，1. 2kg防相分離劑Β (_972，2. Okg內(nèi)脫模劑ΒΙ-9065，2. 20kg偶聯(lián)劑KH-580，1. 6kg硬脂酸鋅和8. Okg聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中，攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-10(KK)CpS.配制成樹(shù)脂糊I備用；
2)樹(shù)脂糊II的配制稱(chēng)取62.OOkg乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，38. OOkg份低收縮樹(shù)脂，1. 20kg固化劑CH-335，0. 90kg阻聚劑MODE，5. Okg交聯(lián)劑苯乙烯，1. 20kg防相分離劑Β (_972，2. Okg 內(nèi)脫模劑ΒΥΚ-9065,1. 50kg濕潤(rùn)分散劑BYK-9010,1. 8kg偶聯(lián)劑KH-580，1. 6kg份硬脂酸鋅，60. OOkg氫氧化鋁，4. OOkg聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-1500r/min ，溫度控制在38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，樹(shù)脂糊粘度控制在8000-15000cps,備用；
3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，增稠劑粘度控制在15000-25000cpS，備用；
第二步混合
1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；
2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；
第三步浸漬
1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.6mm,將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為52:48 ；
2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.2mm,將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1 “的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為60:40 ；
3)浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為12M/ min,壓力為45 PSI進(jìn)行復(fù)合，制成厚度2. 4mm，單重為MOO g/m2的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝。 本發(fā)明不局限上述具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)的復(fù)制和改進(jìn)均屬于本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍 。按本發(fā)明碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了 6個(gè)月的試生產(chǎn)， 實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明所述的效果。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于在同一條生產(chǎn)線上同時(shí)浸漬碳纖維和玻璃纖維而采用的雙組份浸漬體系，它主要由樹(shù)脂糊I、樹(shù)脂糊II和增稠劑組成；所述的樹(shù)脂糊I主要由質(zhì)量份的70. 0-90. 0份熱固性樹(shù)脂，30. 0-10. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BYK-972,1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BYK-9065,1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑ΚΗ_580，2_3份濕潤(rùn)分散劑ΒΙ-9076，1. 0-3. 0份硬脂酸鋅和6. 0-12. 0份聚乙烯粉組成；所述的樹(shù)脂糊II主要由質(zhì)量份的50. 0-70. 0份熱固性樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑，0. 5-1. 0 份阻聚劑M0DE，2. 0-4. 0份交聯(lián)劑苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑 BYK-9065,0. 5-1. 5 份濕潤(rùn)分散劑 ΒΥΚ_9010，2_3 份 ΒΥΚ-9076,1. 2-2. 8 份偶聯(lián)劑 ΚΗ-580， 1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，20. 0-80. 0份氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉組成；所述的增稠劑主要由質(zhì)量份的64份苯乙烯，35份活性氧化鎂和1份硬脂酸鋅組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于所述的熱固性樹(shù)脂為選用能夠增稠的乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于所述的固化劑為CH-335或ΤΒΡΒ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為ΚΗ-580。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特征在于所述的碳纖維的規(guī)格為:3Κ、6Κ、12Κ、ΜΚ、48Κ或60Κ ；所述的玻璃纖維的規(guī)格無(wú)堿無(wú)捻的玻璃纖維，其規(guī)格為MOOTEX或4800ΤΕΧ。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料的生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括以下步驟第一步配料1)樹(shù)脂糊I的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取70.0-90.0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，30. 0-10.0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，2. 0-3. 0份濕潤(rùn)分散劑BI-9076，6. 0-12. 0份聚乙烯粉加入到第一攪拌釜中， 攪拌速度為800-1200r/min，溫度控制在34-38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌 5 min后，停止攪拌，粘度控制在6000-100(K)CpS配制成樹(shù)脂糊I ；2)樹(shù)脂糊II的配制按質(zhì)量份稱(chēng)取50.0-70. 0份乙烯基環(huán)氧樹(shù)脂，50. 0-30. 0份低收縮樹(shù)脂，1. 2-1. 5份固化劑CH-335，0. 5-1. 0份阻聚劑MODE，2. 0-4. 0份苯乙烯，0. 6-2. 0份防相分離劑BI-972，1. 0-3. 0份內(nèi)脫模劑BI-9065和1. 0-3. 0份硬脂酸鋅，0. 5-1. 5份濕潤(rùn)分散劑BI-9010和2-3份濕潤(rùn)分散劑BI-9076，，1. 2-2. 8份偶聯(lián)劑KH-580，20. 0-80. 0份氫氧化鋁或碳酸鈣和4. 0-6. 0份聚乙烯粉加入到第二攪拌釜中，攪拌速度為1000-15001·/ min，溫度控制在34-38°C，攪拌10 min后，抽真空0，08，真空攪拌5 min后，停止攪拌，粘度控制在8000-15000cpS配制成樹(shù)脂糊II ；3)增稠劑的配制按質(zhì)量份比，苯乙烯、氧化鎂和硬脂酸鋅為64:35:1，依次投入到攪拌罐中，啟動(dòng)高速分散機(jī)，將速度調(diào)至800-1200r/min，攪拌均勻后，用100目不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾，粘度控制在15000-25000cpS配制成增稠劑；第二步混合1)將樹(shù)脂糊I與增稠劑按質(zhì)量份比100:1，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第一個(gè)刮漿刀槽內(nèi)；2)將樹(shù)脂糊II與增稠劑按質(zhì)量份比100:0.9，經(jīng)計(jì)量泵輸入到在線混合器混合，混合后的樹(shù)脂糊直接導(dǎo)入第二刮漿刀槽內(nèi)；第三步浸漬1)調(diào)整第一個(gè)刮漿刀間隙為0.5-0.7mm，將樹(shù)脂糊I與規(guī)格1/4" ,1/2“、1"或2"的短切碳纖維，在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊I與短切的碳纖維的質(zhì)量份比為30-80:70-20 ；2)調(diào)整第二個(gè)刮漿刀間隙為1.0-1.3mm，將樹(shù)脂糊II與規(guī)格1/4"、1/2〃、1"或2"的短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，樹(shù)脂糊II與短切的玻璃纖維的質(zhì)量份比為30-80 70-20 ；3)浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，經(jīng)壓實(shí)機(jī)運(yùn)行速度為3-18 M/min,壓力為30-45 PSI進(jìn)行復(fù)合，制成厚度2. 0-2. 4mm,單重為1800-2500 g/m2碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)后收卷或箱式包裝；第四步熟化，將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材放入熟化室增稠，熟化溫度為36-40°C，粘度控制在1500士500萬(wàn)CPS進(jìn)行熟化處理；第五步將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，進(jìn)行模壓，模壓溫度 130-1400C，模壓壓力10-12 Mpa,保壓時(shí)間55-60sec/mm制成片狀模塑料成品。
全文摘要
本發(fā)明是一種碳纖維與玻璃纖維混雜增強(qiáng)的片狀模塑料，其特點(diǎn)是它主要由樹(shù)脂糊Ⅰ、樹(shù)脂糊Ⅱ和增稠劑組成，其生產(chǎn)工藝包括樹(shù)脂糊Ⅰ、樹(shù)脂糊Ⅱ和增稠劑的配制；樹(shù)脂糊Ⅰ與增稠劑的混合，樹(shù)脂糊Ⅱ與增稠劑的混合；浸漬是分別將樹(shù)脂糊Ⅰ與短切碳纖維，樹(shù)脂糊Ⅱ與短切玻璃纖維在SMC機(jī)組上浸漬，浸漬的短切玻璃纖維均勻地置于浸漬的短切碳纖維上面，經(jīng)壓實(shí)機(jī)壓力復(fù)合，制成碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)壓實(shí)機(jī)收卷或箱式包裝；將收卷或箱式包裝的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材進(jìn)行熟化處理；將熟化處理的碳纖維與玻璃纖維混雜的片材，經(jīng)模壓制成片狀模塑料成品。其片狀模塑料成本低，能夠滿足使用要求，其生產(chǎn)適于工業(yè)化生產(chǎn)，簡(jiǎn)單適用，制造成本低。
文檔編號(hào)C08L63/00GK102504492SQ201110361779
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者金柏青 申請(qǐng)人:金柏青