一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法及產(chǎn)品，包含以下步驟：(1)制備熱塑性聚氨酯溶液；(2)將上述熱塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷卻脫膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜；(3)然后將玻纖布疊加到兩層熱塑性聚氨酯薄膜的中間，然后加熱、加壓成型，使熱塑性聚氨酯浸入到玻纖布中，制得玻纖布預(yù)浸片材；（4）將步驟（3）制得的玻纖布預(yù)浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的熔融熱塑性塑料浸潤(rùn)方法相比，省去了預(yù)浸片材中塑料的熔融過程，減少了設(shè)備的投入，操作起來比較簡(jiǎn)單，而且可以使熱塑性聚氨酯均勻分布到纖維增強(qiáng)層，提高了所得層壓復(fù)合材料的性能。
【專利說明】一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法及產(chǎn)品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法及其產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(ContinuousFiber Reinforced ThermoplasticPlastics，簡(jiǎn)稱CFRTP)是20世紀(jì)70年代初開發(fā)的一種聚合物基復(fù)合材料。它主要由熱塑性樹脂基體和連續(xù)增強(qiáng)纖維組成，樹脂均勻地分布在纖維之間，形成連續(xù)相，以固定纖維的空間位置，并在材料內(nèi)部傳遞載荷，賦予材料優(yōu)良的力學(xué)性能、加工性能等。連續(xù)纖維可采用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，其中又以玻璃纖維較為常用。CFRTP較之連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性塑料具有以下幾方面突出的優(yōu)點(diǎn)的:(1)預(yù)浸料可長(zhǎng)期保存；(2)綜合性能優(yōu)良，特別是在高溫、高濕度下仍能保持良好的力學(xué)性能；(3)成型適應(yīng)性廣、生產(chǎn)效率高；(4)制品可重復(fù)加工、再生利用。近年來，連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(CGFRTP)越來越受到各國(guó)重視，研究應(yīng)用十分活躍。目前國(guó)內(nèi)外主要選用短切纖維、長(zhǎng)纖維、連續(xù)氈等浸膠時(shí)間短的增強(qiáng)材料，但是采用連續(xù)纖維織物作為增強(qiáng)材料具有更優(yōu)異的性能，因此發(fā)展連續(xù)纖維織物增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料具有重要意義。
[0003]一般情況下，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料復(fù)合材料的生產(chǎn)需要經(jīng)過兩個(gè)過程:(I)片材(預(yù)浸料)的制備；(2)制件的成型。目前，制備連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料復(fù)合材料的方法有溶液浸潰法、熔體浸潰法、粉末浸潰法、漿狀樹脂沉淀法、混編法、薄膜疊層法以及反應(yīng)浸潰法等多種制備技術(shù)。
[0004]目前最常用、使用規(guī)模最廣的是熔體浸潰法，熔體浸潰法是將熱塑性聚氨酯加熱熔融，再將熔化的熱塑性聚氨酯通過加壓浸入纖維中，制得預(yù)浸料，然后再將預(yù)浸料疊加加熱、加壓制得復(fù)合材料。而薄膜疊層法是纖維增強(qiáng)層和熱塑性材料薄膜疊加，然后加熱、力口壓使塑料浸入增強(qiáng)材料中，這種方法省去了熔體浸潰法中熱塑性聚氨酯的熔融，從而減少設(shè)備的投入，操作起來比較簡(jiǎn)單，而且便于復(fù)合材料的制備，由于使用了薄膜，可以保證了熱塑性聚氨酯分布的均勻性，可以使熱塑性塑料均勻分布在纖維中，制得高質(zhì)量的層壓制品O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的方法及其產(chǎn)品。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟:
[0008]( I)制備熱塑性聚氨酯溶液；
[0009](2)將上述熱塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷卻脫膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜；
[0010](3)將玻纖布疊加到兩層熱塑性聚氨酯薄膜的中間，然后加熱、加壓成型，使熱塑性聚氨酯浸入到玻纖布中，制得玻纖布預(yù)浸片材；
[0011](4)根據(jù)復(fù)合材料所需厚度，將步驟(3)制得的玻纖布預(yù)浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。
[0012]所述的步驟(1)中熱塑性聚氨酯溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~20%，溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、Y-丁內(nèi)酯或N-甲基吡咯烷酮的一種或一種以上。
[0013]所述的步驟(2)的干燥為:將步驟(1)制得的熱塑性聚氨酯溶液倒入平底器皿里，在100~130°C下干燥10~30min，再在160~190°C下放置在真空烘箱里10~30min，去除殘余溶劑。
[0014]所述的步驟(2)的制膜器皿表面噴涂有脫模劑。
[0015]所述的脫模劑選自聚四氟乙烯或硅酮，以霧狀噴出，將制膜器皿內(nèi)壁全部覆蓋或能使熱塑性聚氨酯薄膜順利脫掉即可。脫模劑起到熱塑性聚氨酯膜不與制膜器皿內(nèi)壁粘附的作用，便于熱塑性聚氨酯膜從制膜器皿上脫掉，不是聚氨酯膜的一部分。
[0016]所述的步驟(1)的熱塑性聚氨酯為美國(guó)路博潤(rùn)HS8?熱塑性聚氨酯，常溫下密度為 1.215g/cm3。
[0017]所述的步驟(2)中制得的熱塑性聚氨酯薄膜的厚度為0.071~0.165mm。
[0018]所述的步驟(3)中加熱溫度為220~240°C，加壓壓力為2~4MPa，成型時(shí)間為30 ~90s。
[0019]所述的玻纖布的面密度為400g/m2，為巨石集團(tuán)生產(chǎn)的RWR400產(chǎn)品，由連續(xù)長(zhǎng)玻璃纖維制得。
[0020]所述的步驟(3)中制得的玻纖布預(yù)浸片材的含膠量為30~50%，其中含膠量為:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:包含以下步驟: (1)制備熱塑性聚氨酯溶液； (2)將上述熱塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷卻脫膜，得到熱塑性聚氨酯薄膜； (3)將玻纖布疊加到兩層熱塑性聚氨酯薄膜的中間，然后加熱、加壓成型，使熱塑性聚氨酯浸入到玻纖布中，制得玻纖布預(yù)浸片材； (4)將步驟(3)制得的玻纖布預(yù)浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(I)中熱塑性聚氨酯溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5?20%，溶劑為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、Y-丁內(nèi)酯或N-甲基吡咯烷酮的一種或一種以上； 或所述的步驟(2)的干燥為:將步驟(I)制得的熱塑性聚氨酯溶液倒入平底器皿里，在100?130°C下干燥10?30min，再在160?190°C下放置在真空烘箱里10?30min，去除殘余溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)的制膜器皿表面噴涂有脫模劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述的脫模劑選自聚四氟乙烯或硅酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(I)的熱塑性聚氨酯常溫下密度為1.215g/cm3 ； 或所述的步驟(2)制得的熱塑性聚氨酯薄膜的厚度為0.071?0.165mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(3)中加熱溫度為220?240°C，加壓壓力為2?4MPa，成型時(shí)間為30?90s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(3)中制得的玻纖布預(yù)浸片材的含膠量為30?50%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(4)中熱壓成型的壓力為4?6MPa，溫度為220?240°C，成型時(shí)間為5?IOmin ； 或所述的步驟(4)中玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料的含膠量為30?50%。
9.一種上述權(quán)利要求1-8中任一所述的方法制得的玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的玻纖布增強(qiáng)熱塑性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚氨酯復(fù)合材料的含膠量為30?50%。
【文檔編號(hào)】B29C70/34GK103568331SQ201210285009
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月10日
【發(fā)明者】劉明昌 申請(qǐng)人:上海杰事杰新材料(集團(tuán))股份有限公司