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一種多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材及其制備方法與流程

文檔序號:12771849閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材,其特征在于:由若干片熱塑性聚合物膜片按照設計形狀、纖維的取向、聚合物種類進行層疊模壓得到的型材;所述的熱塑性聚合物膜片內(nèi)分布有定向排列的混雜短纖維。

2.如權(quán)利要求1所述的多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材,其特征在于:所述的熱塑性聚合物膜片以質(zhì)量份計組成為:混雜短纖維含量在5~30份,熱塑性聚合物含量在70~93份,增塑劑含量在2~4份,潤滑劑含量在0.3~1份。

3.如權(quán)利要求1所述的多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材,其特征在于:所述的短纖維包括碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、芳綸纖維、納米有機纖維、碳納米管中的一種或多種混雜,纖維直徑范圍為:0.01~10微米,長度范圍為:1~2000微米。

4.如權(quán)利要求1所述的多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材,其特征在于:所述的熱塑性聚合物包括聚酰胺、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS中的任一種。

5.制備權(quán)利要求1~4任一所述的多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法,其特征在于:將熱塑性聚合物與一種或多種短纖維熔融混合,用螺桿擠出機和流延機制成纖維方向定向排列的熱塑性聚合物膜片;將熱塑性聚合物膜片用作預制物,將膜片按照設計的形狀層疊,并設計疊層短纖維取向和聚合物種類,模壓成型后形成力學性能可設計的多層混雜短纖維復合材料型材。

6.如權(quán)利要求5所述的制備多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法,其特征在于:用螺桿擠出機和流延機制成纖維方向定向排列的膜片具體方法是將一種或多種短纖維與熱塑性聚合物切片機械混合后,用螺桿擠出機通過單通道或多通道機頭,以單層或多層共擠方法擠出到冷卻輥上,通過牽伸、收卷,形成短纖維均勻分布、排列取向與牽伸方向相同的單一纖維或混雜纖維連續(xù)預制膜。

7.如權(quán)利要求5所述的制備多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法,其特征在于:所述的單通道或多通道機頭,單通道機頭用于對單一纖維或直徑差小于10倍的混雜纖維擠出,混雜纖維不超過2種,多通道機頭各通道用于直徑差別大于10倍的單一纖維分別擠出,通道數(shù)不大于3。

8.如權(quán)利要求5所述的制備多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法,其特征在于:模壓時,當選擇多種聚合物時,各聚合物的熔點差小于等于30℃,模壓溫度在所選聚合物最高熔點以上的10℃之內(nèi)。

9.如權(quán)利要求5所述的制備多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法,其特征在于:所述模壓成型時,模具在垂直纖維方向的表面凸凹結(jié)構(gòu)不得小于3倍短纖維平均長度,制品的各向異性強度、剛度、韌性通過調(diào)節(jié)短纖維取向、含量、短纖維種類、聚合物種類進行設計。

10.用于權(quán)利要求5~9任一所述的制備多層混雜短纖維復合熱塑性聚合物型材的方法中的螺桿擠出機,其特征在于:機頭為T型,唇部設有導流結(jié)構(gòu),所述的導流結(jié)構(gòu)水平截面為梭形,梭形的尾端長度與頭部長度比為3~5:1;流道寬度與梭形高度比為1:1~3。

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