[发明专利]一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种纤维增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

复合材料目前越来越受到各界的关注，其优异的力学性能在各行各业都有涉及，但是纤维增强的聚氨酯复合材料正处于应用的初始阶段，增强材料如玻璃纤维碳纤维均具有很高的强度和模量，在增强材料中时主要承力组分，而热塑性聚氨酯又拥有很好的抗冲击性能和耐磨性能，两者的结合更是充分发挥各自的优势，在一些高端领域如汽车顶棚和车门板方面将有广阔的应用前景。中国专利201120272642介绍了一种汽车顶棚芯板，采用PU层，玻纤层，无纺布和PVC层从上至下分布，该方法制备的的汽车顶棚芯板增加了吸音和隔热效果，但是该复合材料采用的四层材料的粘合增加了工艺上的繁琐，且该复合材料强度低，不透气。

目前一些汽车顶棚采用发泡PU和玻纤复合制备，如中国专利200710020092中讲到一种连续玻纤纱增强硬质聚氨酯微泡的复合材料，以硬质聚氨酯微泡为基体，以经过表面浸润剂处理的连续玻纤纱为增强材料，得到机械性能优良的复合材料，可用于铁路轨枕、集装箱壁板、建筑结构型材等，但是该发明中所涉及的聚氨酯材料为热固性的微发泡产品，不可回收利用。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺点，提供一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和用途。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，由包含以下质量百分比的组分制成：

氨纶    40～70%，

纤维    30～60%。

所述的氨纶是由硬度为70D-75D、熔融指数为22-30g/10min的热塑性聚氨酯纺丝形成的。

所述的纤维为玻璃纤维或碳纤维。

所述的氨纶的长度为60mm-80mm。

所述的纤维的长度为60mm-80mm。

在本发明中，先将玻璃纤维和氨纶按照一定的比例均匀铺层，再经过开松机、梳理机，使两种纤维混合均匀，然后经过铺网机，进行横向和纵向交替铺网，压实后浸入针刺机进行两次针刺，得到混合纤维毡，最后经过辊压机热压成型为纤维增强的热塑性聚氨酯复合板材。

一种上述纤维增强氨纶复合材料的制备方法，包含以下步骤：

（1）按上述配比，称取重量百分比为30～60%的纤维和40～70%的氨纶，混合均匀；

（2）将上述纤维与氨纶的混合物交替铺层，得到纤维与氨纶复合毡；

（3）将纤维与氨纶复合毡经过开松机进行开松处理，开松处理使其混合更均匀；

（4）开松处理后的毡再通过梳理机进行梳理，经过梳理机梳理后的纤维层中两种纤维呈单纤维状态分布；

（5）接着，经过铺网机进行横向和纵向交替铺网处理；

（6）再经过针刺机针刺成混合纤维毡；

（7）最后，混合纤维毡经过辊压机热压成型得到复合板材。

所述的步骤（2）中纤维与氨纶复合毡的克重范围是1000-1800g/cm²，厚度为100mm-200mm。

所述的步骤（3）中的开松处理的次数为1-3次，优选2次。

所述的步骤（6）中得到的混合纤维毡克重范围为1000-1800g/cm²，厚度为10mm-20mm。

所述的步骤（6）中的针刺次数为2-5次，优选2次。

所述的步骤（7）中热压的温度为190℃-230℃，优选190℃-220℃。

一种上述纤维增强氨纶复合材料用作汽车顶棚板材或汽车门板材料的用途。

本发明的有益效果：

本发明与现有的技术相比，工艺简单，生产效率高，且纤维的含量高，制备的复合材料强度高，耐磨性好，抗冲击性能优良，是汽车顶棚和车门板的理想材料，更可用于高强度的壳类制品。

附图说明

图1是本发明实施例中纤维/氨纶复合板材的生产工艺流程图。

具体实施方式

下面根据附图所示实施例进一步来说明本发明。其中，下列实施例中的氨纶是由硬度为70D-75D、熔融指数为22-30g/10min的热塑性聚氨酯纺丝形成的。

实施例1

玻璃纤维/氨纶复合材料的制备工艺流程如图1所示：

（1）称取质量百分比为30%的玻璃纤维和70%的氨纶，并混合均匀，其中，玻璃纤维和氨纶长为80mm；