[发明专利]一种连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

连续纤维增强热塑性树脂是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。连续纤维增强热塑性树脂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。

目前，连续纤维增强热塑性塑料的主要制备方法有溶液浸渍法、熔融浸渍法、粉末浸渍法、悬浮浸渍法以及混编法，其中熔融浸渍法由于便于连续化生产、适应能力强等特点，广受欢迎，并且由此延伸出不同的浸渍方法，比如薄膜叠层法。薄膜叠层法是先将热塑性塑料通过熔融流延或吹塑制成薄膜，让平行排列的纤维束或织物与树脂薄膜相遇，纤维嵌入树脂膜中，经过压紧，冷却便制成了预浸料。薄膜叠层法制成的预浸料具有树脂分布均匀、厚度偏差小、挥发份含量低等特点，由于树脂中不含溶剂就避免了溶剂污染空气、溶剂回收等一系列问题。另外，薄膜的厚度可以根据实际需要控制，通过塑料密度、纤维密度计算出所需薄膜厚度，从而可以制备含胶量精确、均匀的复合材料，而且设备简单，便于生产。

另外，玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料具有很高的强度和模量，而且聚氨酯有高耐磨性和透明性，纤维布的纹路可以在树脂基体中一目了然，具有艺术美感，目前该类材料逐渐成为高档手机、笔记本电脑等电子产品外壳的首选。本发明正是提高一种玻纤布增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料，由包含以下重量分数的组分制成：

玻纤布50~70%，

热塑性聚氨酯30~50%。

一种上述连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）制备热塑性聚氨酯薄膜；

（2）将玻纤布叠加到两层步骤（1）制得的热塑性聚氨酯薄膜的中间，再叠加到两层离型纸的中间，经过热压辊，使热塑性聚氨酯浸入到玻纤布中，再经过冷却装置，制得玻纤布预浸带；

（3）将步骤（2）制得的玻纤布预浸带裁剪、铺叠，并热压成型，得到连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料。

所述的步骤（1）中热塑性聚氨酯薄膜是通过热熔流延法或吹塑制得，薄膜的厚度为0.071~0.165mm。

所述的步骤（2）中纤维布与热塑性聚氨酯薄膜相遇，用热压辊将纤维布与树脂薄膜压成一个整体，冷却后切边，制备玻纤布预浸带，并回收离型纸。

所述的步骤（2）中热压辊温度从低到高，在180、200、220、230、240℃之间递升,预浸带经过热压辊的时间为3~5min。

所述的步骤（2）中冷却装置内部通常温循环水冷却辊。

所述的步骤（2）中制得的玻纤布预浸带的含胶量为30~50%，其中含胶量为：

所述的步骤（3）中热压成型的压力为4~6MPa，温度为220~240℃，成型时间为6~10min。

所述的聚氨酯复合材料的含胶量为30~50%。

本发明具有以下有益效果：

（1）薄膜叠层法制成的预浸料具有树脂分布均匀、厚度偏差小、挥发份含量低等特点，由于树脂中不含溶剂就避免了溶剂污染空气、溶剂回收等一系列问题。

（2）薄膜的厚度可以根据实际需要控制，通过塑料密度、纤维密度计算出所需薄膜厚度，从而可以制备含胶量精确、均匀的复合材料，而且设备简单，便于生产。

（3）可以制备高性能连续玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料。

附图说明

图1为连续玻纤增强热塑性聚氨酯预浸带的制备工艺流程示意图。

附图标注：

1纤维，2热塑性聚氨酯薄膜，

3离型纸，4热压辊，

5冷却装置，6主轴，

7切刀，8离型纸收卷辊，

9预浸带。

具体实施方式

现通过以下的实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1