一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法及产品的制作方法
【专利摘要】一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法及产品，包含以下步骤：(1)制备热塑性聚氨酯溶液；(2)将上述热塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷却脱膜，得到热塑性聚氨酯薄膜；(3)然后将玻纤布叠加到两层热塑性聚氨酯薄膜的中间，然后加热、加压成型，使热塑性聚氨酯浸入到玻纤布中，制得玻纤布预浸片材；（4）将步骤（3）制得的玻纤布预浸片材裁剪、铺叠，并热压成型，得到玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料。本发明的方法与现有的熔融热塑性塑料浸润方法相比，省去了预浸片材中塑料的熔融过程，减少了设备的投入，操作起来比较简单，而且可以使热塑性聚氨酯均匀分布到纤维增强层，提高了所得层压复合材料的性能。
【专利说明】一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法及产品
【技术领域】
[0001]本发明属于材料【技术领域】，涉及一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法及其产品。
【背景技术】
[0002]连续纤维增强热塑性塑料(ContinuousFiber Reinforced ThermoplasticPlastics，简称CFRTP)是20世纪70年代初开发的一种聚合物基复合材料。它主要由热塑性树脂基体和连续增强纤维组成，树脂均匀地分布在纤维之间，形成连续相，以固定纤维的空间位置，并在材料内部传递载荷，赋予材料优良的力学性能、加工性能等。连续纤维可采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，其中又以玻璃纤维较为常用。CFRTP较之连续纤维增强热固性塑料具有以下几方面突出的优点的:(1)预浸料可长期保存；(2)综合性能优良，特别是在高温、高湿度下仍能保持良好的力学性能；(3)成型适应性广、生产效率高；(4)制品可重复加工、再生利用。近年来，连续玻璃纤维增强热塑性塑料(CGFRTP)越来越受到各国重视，研究应用十分活跃。目前国内外主要选用短切纤维、长纤维、连续毡等浸胶时间短的增强材料，但是采用连续纤维织物作为增强材料具有更优异的性能，因此发展连续纤维织物增强聚氨酯复合材料具有重要意义。
[0003]一般情况下，连续纤维增强热塑性塑料复合材料的生产需要经过两个过程:(I)片材(预浸料)的制备；(2)制件的成型。目前，制备连续纤维增强热塑性塑料复合材料的方法有溶液浸溃法、熔体浸溃法、粉末浸溃法、浆状树脂沉淀法、混编法、薄膜叠层法以及反应浸溃法等多种制备技术。
[0004]目前最常用、使用规模最广的是熔体浸溃法，熔体浸溃法是将热塑性聚氨酯加热熔融，再将熔化的热塑性聚氨酯通过加压浸入纤维中，制得预浸料，然后再将预浸料叠加加热、加压制得复合材料。而薄膜叠层法是纤维增强层和热塑性材料薄膜叠加，然后加热、力口压使塑料浸入增强材料中，这种方法省去了熔体浸溃法中热塑性聚氨酯的熔融，从而减少设备的投入，操作起来比较简单，而且便于复合材料的制备，由于使用了薄膜，可以保证了热塑性聚氨酯分布的均匀性，可以使热塑性塑料均匀分布在纤维中，制得高质量的层压制品O
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的方法及其产品。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，包含以下步骤:
[0008]( I)制备热塑性聚氨酯溶液；
[0009](2)将上述热塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷却脱膜，得到热塑性聚氨酯薄膜；
[0010](3)将玻纤布叠加到两层热塑性聚氨酯薄膜的中间，然后加热、加压成型，使热塑性聚氨酯浸入到玻纤布中，制得玻纤布预浸片材；
[0011](4)根据复合材料所需厚度，将步骤(3)制得的玻纤布预浸片材裁剪、铺叠，并热压成型，得到玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料。
[0012]所述的步骤(1)中热塑性聚氨酯溶液质量分数为5~20%，溶剂为四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、Y-丁内酯或N-甲基吡咯烷酮的一种或一种以上。
[0013]所述的步骤(2)的干燥为:将步骤(1)制得的热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，去除残余溶剂。
[0014]所述的步骤(2)的制膜器皿表面喷涂有脱模剂。
[0015]所述的脱模剂选自聚四氟乙烯或硅酮，以雾状喷出，将制膜器皿内壁全部覆盖或能使热塑性聚氨酯薄膜顺利脱掉即可。脱模剂起到热塑性聚氨酯膜不与制膜器皿内壁粘附的作用，便于热塑性聚氨酯膜从制膜器皿上脱掉，不是聚氨酯膜的一部分。
[0016]所述的步骤(1)的热塑性聚氨酯为美国路博润HS8?热塑性聚氨酯，常温下密度为 1.215g/cm3。
[0017]所述的步骤(2)中制得的热塑性聚氨酯薄膜的厚度为0.071~0.165mm。
[0018]所述的步骤(3)中加热温度为220~240°C，加压压力为2~4MPa，成型时间为30 ~90s。
[0019]所述的玻纤布的面密度为400g/m2，为巨石集团生产的RWR400产品，由连续长玻璃纤维制得。
[0020]所述的步骤(3)中制得的玻纤布预浸片材的含胶量为30~50%，其中含胶量为:
[0021]
【权利要求】
1.一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于:包含以下步骤: (1)制备热塑性聚氨酯溶液； (2)将上述热塑性聚氨酯溶液倒入制模器皿中，干燥，冷却脱膜，得到热塑性聚氨酯薄膜； (3)将玻纤布叠加到两层热塑性聚氨酯薄膜的中间，然后加热、加压成型，使热塑性聚氨酯浸入到玻纤布中，制得玻纤布预浸片材； (4)将步骤(3)制得的玻纤布预浸片材裁剪、铺叠，并热压成型，得到玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(I)中热塑性聚氨酯溶液质量分数为5?20%，溶剂为四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、Y-丁内酯或N-甲基吡咯烷酮的一种或一种以上； 或所述的步骤(2)的干燥为:将步骤(I)制得的热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，去除残余溶剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(2)的制膜器皿表面喷涂有脱模剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述的脱模剂选自聚四氟乙烯或硅酮。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(I)的热塑性聚氨酯常温下密度为1.215g/cm3 ； 或所述的步骤(2)制得的热塑性聚氨酯薄膜的厚度为0.071?0.165mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(3)中加热温度为220?240°C，加压压力为2?4MPa，成型时间为30?90s。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(3)中制得的玻纤布预浸片材的含胶量为30?50%。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的步骤(4)中热压成型的压力为4?6MPa，温度为220?240°C，成型时间为5?IOmin ； 或所述的步骤(4)中玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的含胶量为30?50%。
9.一种上述权利要求1-8中任一所述的方法制得的玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料。
10.根据权利要求9所述的玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于:所述的聚氨酯复合材料的含胶量为30?50%。
【文档编号】B29C70/34GK103568331SQ201210285009
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月10日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】刘明昌 申请人:上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司