热塑性复合纱生产复合材料制品的技术

1、几种以热塑性复合纱生产复合几种以热塑性复合纱生产复合材料制品的技术材料制品的技术发展热塑性复合材料是中国复合材料业界的重点n发达国家FRTPFRSP21n中国大陆FRTPFRSP12什么是玻纤/热塑性复合纱？n玻纤/热塑性复合纱是将连续玻璃纤维与热塑性纤维复合而成的干态热塑性预浸料玻纤/热塑性复合纱开发史n法国Saint Gobain公司1988年率先开发，其商品名为Twintex. 多次表示产品不卖给我国。其生产厂在美国德克萨斯州Wichira Falls，产能4000t/y。该厂2014年已为重庆国际收购n2002年泰山玻纤公司申报863项目成功，2005年通过国家验收，次年获山东省技术发

2、明奖n2011年巨石玻纤推出复合纱n2013年振石集团旗下华美新材料公司以复合纱所织布与PP蜂窝经双钢带装置热压复合成蜂窝板，出口美国TWINTEX的玻纤/合成纤维复合纱生产原理 两步法GF/TP复合纱生产原理图玻纤热塑复合纱可采用多种基体复合纱复合材料系物理过程。其主要优点：当加热达TP熔融温度时，一般在加压1bar条件下即可制得CM 不同基体的加热温度 n PE 140160n PP 180220n PBT 240260n PET 270290玻纤/热塑性复合纱的优点n作为FRTP，具有生产工艺绿色环保、产品冲击靱性好、易回收利用等特性；n克服了热塑性树脂熔体粘度大、导致玻纤浸渍基体困难的

3、难题；n耐磨，毛羽少；n成型工艺简单，生产效率高；n玻纤含量与力学性性可较高，可作结构复合材料件；n贮运条件不苛刻；n可降低生产成本，提高市场竞争力。TWINTEX的热力学性能因基体不同而有甚大差异n以PET为基体的TWINTEX较以PP为基体的TWINTEX的热力学性能要高n弯曲强度高出25%n弯曲模量高出45%n下页图中n横坐标为温度n上图纵座标为弯曲强度MPan下图纵座標为弯曲模量MPa陈力学性能比较 GF/PP GF/PETn玻纤含量(%vol) 50 50n密 度(g/cm3) 1.75 1.95n拉伸强度(MPa ) 800 870n拉伸模量(GPa) 38 37.6n弯曲强度(M

4、Pa) 600 1025n弯曲模量(GPa) 32 37.7n无缺口摆锤式冲击值 445TWINTEX的性能因基体形态与增强纤维形态不同而差异很大特性非结晶PET结晶PETPET+30%短切玻纤Volumic weight(g/cm3)1.30-1.341.471.5623C、24小时吸水率（%）0.160.10.06拉伸强度（MPa）5675160延伸率（%）300702拉伸模量（MPa）2200280011000冲击强度（无缺口、简支梁）(kJ/m2)2.5380.46MPa热变形温度C721152501.86MPa热变形温度C7080230热塑性基体相对高的化学惰性，FRTP耐水性优于F

5、RSPn试验条件65，1200h沸水TwintexPP聚酯TD拉伸强度（MPa）-10%-(40%-60%)拉伸模量（GPa）-0.7%-(5%-15%)剪切强度（MPa）-9%-(25%-50%)1200h 65水（Amoco test）TwintexPP聚酯TD 弯曲强度（MPa） -0% -(25%-40%)玻纤/热塑性复合纱适于多种复合材料成型工艺n可直接采用缠绕、拉挤等工艺用于生产连续玻纤增强的热塑性玻璃钢管材和型材。n直接纱也可先编织成斜纹布、多轴向布等各种织物类型，再采用真空袋、模压等工艺成型各种板材制品。GF/TP复合纱所制CM具有电绝缘、隔热，拉伸强度高，耐腐蚀，减重，弯曲性

6、等特点基体PP与基体PET之TWINTEX性能比较经纱:纬纱经纱:纬纱经纱:纬纱经纱:纬纱单向PP601/1PP751/1PET651/1PP604/1PP75UD玻纤含量重量比%6075656075体积比%3550503550拉伸强度MPa350420440500/180700模量GPa15212524/838弯曲强度MPa280340600380/160400模量GPa1317,522.518/6. 132延伸率%2.52.53.252.5/3.62FRTP冲击韧性优于FRSP图左为TWINTEX，右为SMC，纵座标N，横坐标10(-6)S时间 10-6S力 NTwintex PP60 (

7、35 vol%) 用途领域例用途领域例复合纱之存放n产品应堆放于干燥凉爽处，防止雨淋，建议储存温度控制在15-35，湿度35%-65%，使用前放置在室温24小时以上效果较好。建议接到产品后12个月内使用完，如若不用，请勿打开包装物或扎紧包装口，以免受潮 层压工艺 将织物（含夹心材料或不含夹心材料的）连续地制成板材。夹心板材包括聚丙烯蜂窝板、泡沫板、木板和挤塑板 国内某公司以复合纱织的布层压薄板与PP蜂窝复合生产板材，出口美国用于重卡扰流板FRTP 缠绕 (200-220)真空袋成型 注意材料定位技术：将TP压敏胶涂覆在织物上，使之粘贴在模内的竖直面上，并有助于织物层的相互粘贴热成型FRTP 注

8、塑 FRTP挤出模压工艺膜片成型膜片成型 该工艺在极低的气压下将Thermopreg织物转化成部件。模具的单面温度始终不会升高，因此成本非常低廉。工序：两块硅板间插入织物 - 将织物与硅板夹层放入热压板设备，直到温度达到210C - 转移成型单元，施加温度低于100C的正气压热冲压热冲压 生产效率约每分钟生产效率约每分钟1件。利用中频红外线加热至件。利用中频红外线加热至TP基体的熔点以上，然后将材料送至模内，经冲压或压制成型。成型基体的熔点以上，然后将材料送至模内，经冲压或压制成型。成型压力压力1020bar.典型产品典型产品GF/PET消防头盔。亦可将流动消防头盔。亦可将流动GMT良好良好流

9、动性与复合纱片材高力学性结合应用之。流动性与复合纱片材高力学性结合应用之。复合纱拉挤流程示意图FRTP 拉挤复合纱拉挤n在拉挤成型工艺中，连续纤维在拉力作用下通过模具或轧辊，以生产外形连续一致的复合材料产品。n复合纱在被加热到392F （200 ）至428F（220）之间，超出聚丙烯熔点（165）以上温度时，很容易被转换成复合材料。聚丙烯在压力下流动，形成复合材料的基质。n利用张力调整器将复合纱从包装中拉出，放入红外线或对流炉中，从200C加热至220C。n浸润n热模n冷模n拉至切割处热塑性塑料拉挤浸润率与树脂作用于纤维时的温度、对纤维施加之功、浸渍时间、树脂粘度等参数间之关系模具出口处设计工艺处理FRTP拉挤- 挤塑包覆成型FRTP拉挤- 挤塑包覆成型一Pulextrusion结合了拉挤工艺与热塑挤塑工艺 热塑挤塑工艺可以用来实现一些表面功能（如色彩、质地、纹理）或成本低廉的部分填补。若把复合纱有的放矢地放置于挤出型材里，能有助于提高刚度，减少热膨胀。 利用张力调整器将复合纱从包装中拉出，放入红外线或对流炉中，从200C加热至220C。 然后将熔融的复合纱置于一系列浸渍条上，再送入挤出模具的十