本發(fā)明涉及復(fù)合板材加工，特別是涉及一種利用回收單向帶制備復(fù)合板材的方法、復(fù)合板材及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、在復(fù)合材料加工技術(shù)領(lǐng)域，模壓工藝技術(shù)領(lǐng)域和材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域，單向帶是一種常用的材料。單向帶是由一種或多種材料組成的窄帶，其長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于寬度，且其纖維排列方向一致，因此具有很高的強(qiáng)度和剛度。單向帶通常用于制造高性能的復(fù)合材料，例如航空航天、汽車工業(yè)和電子行業(yè)中的結(jié)構(gòu)件。
2、現(xiàn)有的技術(shù)中，單向帶的加工主要是通過(guò)模壓工藝來(lái)完成的。具體來(lái)說(shuō)，是將單向帶放置在模具中，然后通過(guò)加壓、加熱等工藝將其壓制成所需的形狀。這種工藝可以生產(chǎn)出高強(qiáng)度的三維部件，也存在一些問(wèn)題。
3、然而，現(xiàn)有的單向帶在加工成大拉伸的三維部件時(shí)，拉伸大的位置存在容易斷裂的問(wèn)題。這是因?yàn)閱蜗驇У睦w維排列方向一致，使得其在受到外力作用時(shí)，容易沿著纖維方向斷裂。這個(gè)問(wèn)題極大地限制了單向帶在制造復(fù)雜形狀部件中的應(yīng)用，同時(shí)也增加了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)周期。
4、因此，如何在保證其較高力學(xué)性能下改善單向帶的材料加工性，特別是如何提高其在成型加工成三維部件時(shí)的抗斷裂能力，是當(dāng)前該領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用回收單向帶制備復(fù)合板材的方法、復(fù)合板材及其應(yīng)用，本發(fā)明有效地改善單向帶的材料加工性，提高其在成型加工成三維部件時(shí)的抗斷裂能力，從而解決了傳統(tǒng)單向帶在成型加工過(guò)程中易斷裂的問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種利用回收單向帶制備復(fù)合板材的方法，包括以下步驟：
4、將單向帶無(wú)規(guī)則均勻平鋪后進(jìn)行復(fù)合處理，得到復(fù)合板材；
5、每30cm×40cm面積上平鋪315g單向帶；
6、所述單向帶的厚度為0.2mm，規(guī)格為10mm×15mm、30mm×30mm或50mm×50mm；
7、或所述單向帶為3mm不規(guī)則的碎屑。
8、優(yōu)選的，所述步驟1)單向帶為pp樹(shù)脂浸潤(rùn)玻璃纖維的單向帶，玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為30～60％。
9、優(yōu)選的，將所述單向帶無(wú)規(guī)則均勻平鋪在pp膜上，得到待復(fù)合料，將所述待復(fù)合料進(jìn)行復(fù)合處理，得到復(fù)合板材。
10、優(yōu)選的，所述步驟1)pp膜的熔點(diǎn)為167.3℃，熔融指數(shù)為107.55g/10min。
11、優(yōu)選的，按照pp膜-單向帶-pp膜的結(jié)構(gòu)或pp膜-單向帶-pp膜-單向帶-pp膜鋪設(shè)，pp膜的面積為30～40cm×30～40cm，所述pp膜的總質(zhì)量與單向帶的總質(zhì)量比為1:1。
12、優(yōu)選的，所述步驟2)復(fù)合處理的條件包括：在溫度為190℃和壓力為1mpa下保壓2min，再在溫度為190℃和壓力為4mpa下保壓6min，最后在溫度為20～30℃和壓力為4mpa下保壓4min。
13、本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述方法制備得到的復(fù)合板材，所述復(fù)合板材的厚度為3.5mm，克重在3500g/m2，體密度在1.2g/m3。
14、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的復(fù)合板材在提高板材抗斷裂能力中的應(yīng)用。
15、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的復(fù)合板材在提高板材拉伸強(qiáng)度中的應(yīng)用。
16、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的復(fù)合板材在提高板材拉伸模量中的應(yīng)用。
17、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的復(fù)合板材在提高板材熔融性能中的應(yīng)用。
18、本發(fā)明的有益效果：
19、1、改善材料加工性：本發(fā)明通過(guò)將生產(chǎn)單向帶的邊角廢料進(jìn)行短切，并將短切的單向帶均勻分散，并和整塊高熔融指數(shù)的熱塑性樹(shù)脂膜進(jìn)行加熱模壓復(fù)合，有效地改善了單向帶的材料加工性。這種工藝使得單向帶的纖維排列更加多樣化，從而提高了其在受到外力作用時(shí)，抵抗斷裂的能力。同時(shí)高熔融指數(shù)的熱塑性樹(shù)脂膜的加入使得材料的熔融指數(shù)變大，易于后續(xù)在模具中進(jìn)行成型加工。
20、2、提高抗斷裂能力：由于本發(fā)明中，短切的單向帶被分散并模壓成為板材，使得纖維排列方向更加隨機(jī)化和均勻化，從而提高了單向帶的抗斷裂能力。這一優(yōu)勢(shì)使得單向帶在成型加工成三維部件時(shí)，能夠更好地抵抗外力作用，減少了斷裂的可能性，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。
21、3、降低生產(chǎn)成本和周期：由于本發(fā)明能夠提高單向帶的抗斷裂能力，因此可以在不增加額外成本的情況下，實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜形狀的部件制造。這不僅降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。
22、4、拓展應(yīng)用范圍：由于本發(fā)明改善了單向帶的材料加工性和提高了其抗斷裂能力，因此在航空航天、汽車工業(yè)和電子行業(yè)等高性能領(lǐng)域，單向帶的應(yīng)用范圍將得到進(jìn)一步拓展。這將為這些行業(yè)的發(fā)展提供新的材料選擇和設(shè)計(jì)思路。
23、5、環(huán)保和可持續(xù)性：本發(fā)明采用的短切和模壓成型工藝，可以有效地利用在單向帶生產(chǎn)時(shí)的切邊廢料資源，減少浪費(fèi)。將廢料資源回收利用，生產(chǎn)成具有實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品，從而具有更好的環(huán)保和可持續(xù)性。這對(duì)于當(dāng)前全球倡導(dǎo)的綠色制造和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1.一種利用回收單向帶制備復(fù)合板材的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)單向帶為pp樹(shù)脂浸潤(rùn)玻璃纖維的單向帶，玻璃纖維的質(zhì)量百分含量為30～60％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述單向帶無(wú)規(guī)則均勻平鋪在pp膜上，得到待復(fù)合料，將所述待復(fù)合料進(jìn)行復(fù)合處理，得到復(fù)合板材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟1)pp膜的熔點(diǎn)為167.3℃，熔融指數(shù)為107.55g/10min；
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述復(fù)合處理的條件包括：在溫度為190℃和壓力為1mpa下保壓2min，再在溫度為190℃和壓力為4mpa下保壓6min，最后在溫度為20～30℃和壓力為4mpa下保壓4min。
6.一種權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述方法制備得到的復(fù)合板材，所述復(fù)合板材的厚度為3～4mm，克重在3500～4000g/m2，體密度為1.0～1.4g/m3。
7.權(quán)利要求6所述的復(fù)合板材在提高板材抗斷裂能力中的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求6所述的復(fù)合板材在提高板材拉伸強(qiáng)度中的應(yīng)用。
9.權(quán)利要求6所述的復(fù)合板材在提高板材拉伸模量中的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求6所述的復(fù)合板材在提高板材熔融性能中的應(yīng)用。