一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復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，制得玻纖布預浸片材；（4）將步驟（3）制得的玻纖布預浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的熔融熱塑性塑料浸潤方法相比，省去了預浸片材中塑料的熔融過程，減少了設備的投入，操作起來比較簡單，而且可以使熱塑性聚氨酯均勻分布到纖維增強層，提高了所得層壓復合材料的性能。
【專利說明】一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法及產(chǎn)品
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料【技術領域】，涉及一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法及其產(chǎn)品。
【背景技術】
[0002]連續(xù)纖維增強熱塑性塑料(ContinuousFiber Reinforced ThermoplasticPlastics，簡稱CFRTP)是20世紀70年代初開發(fā)的一種聚合物基復合材料。它主要由熱塑性樹脂基體和連續(xù)增強纖維組成，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)纖維增強熱固性塑料具有以下幾方面突出的優(yōu)點的:(1)預浸料可長期保存；(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性能；(3)成型適應性廣、生產(chǎn)效率高；(4)制品可重復加工、再生利用。近年來，連續(xù)玻璃纖維增強熱塑性塑料(CGFRTP)越來越受到各國重視，研究應用十分活躍。目前國內(nèi)外主要選用短切纖維、長纖維、連續(xù)氈等浸膠時間短的增強材料，但是采用連續(xù)纖維織物作為增強材料具有更優(yōu)異的性能，因此發(fā)展連續(xù)纖維織物增強聚氨酯復合材料具有重要意義。
[0003]一般情況下，連續(xù)纖維增強熱塑性塑料復合材料的生產(chǎn)需要經(jīng)過兩個過程:(I)片材(預浸料)的制備；(2)制件的成型。目前，制備連續(xù)纖維增強熱塑性塑料復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浸潰法等多種制備技術。
[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，制得預浸料，然后再將預浸料疊加加熱、加壓制得復合材料。而薄膜疊層法是纖維增強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，從而減少設備的投入，操作起來比較簡單，而且便于復合材料的制備，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熱塑性聚氨酯復合材料的方法及其產(chǎn)品。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0007]一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，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，制得玻纖布預浸片材；
[0011](4)根據(jù)復合材料所需厚度，將步驟(3)制得的玻纖布預浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料。
[0012]所述的步驟(1)中熱塑性聚氨酯溶液質(zhì)量分數(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路博潤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，成型時間為30 ~90s。
[0019]所述的玻纖布的面密度為400g/m2，為巨石集團生產(chǎn)的RWR400產(chǎn)品，由連續(xù)長玻璃纖維制得。
[0020]所述的步驟(3)中制得的玻纖布預浸片材的含膠量為30~50%，其中含膠量為:
[0021]
【權利要求】
1.一種玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，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，制得玻纖布預浸片材； (4)將步驟(3)制得的玻纖布預浸片材裁剪、鋪疊，并熱壓成型，得到玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料。
2.根據(jù)權利要求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)量分數(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，成型時間為30?90s。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的步驟(3)中制得的玻纖布預浸片材的含膠量為30?50%。
8.根據(jù)權利要求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，成型時間為5?IOmin ； 或所述的步驟(4)中玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料的含膠量為30?50%。
9.一種上述權利要求1-8中任一所述的方法制得的玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料。
10.根據(jù)權利要求9所述的玻纖布增強熱塑性聚氨酯復合材料，其特征在于:所述的聚氨酯復合材料的含膠量為30?50%。
【文檔編號】B29C70/34GK103568331SQ201210285009
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月10日 優(yōu)先權日:2012年8月10日
【發(fā)明者】劉明昌 申請人:上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司