[發(fā)明專利]拉擠成型聚氨酯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810592882.3
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108943773A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 時(shí)劍;李順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州恒川光伏科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/52
• 分類號(hào): B29C70/52;B29C70/54;B29K75/00
• 代理公司: 常州市華信天成專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32294
• 代理人: 肖興江

本發(fā)明公開(kāi)了一種拉擠成型聚氨酯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50—85％的連續(xù)纖維的頭部穿過(guò)模具，所述模具至少具有注膠浸透區(qū)、預(yù)成型區(qū)以及固化區(qū)；通過(guò)聚氨酯樹(shù)脂注膠系統(tǒng)將即時(shí)合成的聚氨酯樹(shù)脂以高壓的方式注入到模具的注膠浸透區(qū)內(nèi)，使位于注膠浸透區(qū)內(nèi)的連續(xù)纖維被高壓的聚氨酯樹(shù)脂完全浸透；連續(xù)纖維的頭部在牽引裝置的牽引作用下移動(dòng)，使被聚氨酯樹(shù)脂浸透的連續(xù)纖維在牽引作用下移動(dòng)到預(yù)成型區(qū)內(nèi)進(jìn)行加熱凝膠，得到預(yù)成型的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料；隨著牽引裝置產(chǎn)生的持續(xù)牽引作用力，使預(yù)成型的連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料經(jīng)過(guò)固化區(qū)固化成型后被拉出到模具外部。本發(fā)明的制備方法在提高連續(xù)纖維含量后可避免堵塞模具。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種拉擠成型聚氨酯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

目前市場(chǎng)上玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要是一種以玻璃纖維與不飽和聚酯為基體材料的復(fù)合材料。作為復(fù)合材料的一種，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、建材衛(wèi)浴和環(huán)衛(wèi)工程等等相關(guān)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有一部分玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料采用拉擠工藝制作而成，具體為：在牽引裝置牽引下，玻璃纖維通過(guò)樹(shù)脂槽被不飽和聚脂進(jìn)行完全浸漬后先在模具中預(yù)成型，并經(jīng)加熱使之固化成型，制成玻璃鋼型材，最后切割成所需長(zhǎng)度的玻璃鋼制品。例如，連續(xù)纖維增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能的文章中公開(kāi)了連續(xù)纖維增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，具體如下：

將合成PUR(增強(qiáng)聚氨酯)樹(shù)脂的白料和黑料經(jīng)過(guò)科學(xué)配比制成粘合劑，加入到澆注盒中。以連續(xù)GF(連續(xù)纖維)、復(fù)合氈和表面氈為增強(qiáng)料，浸入澆注盒中使其充分浸漬，經(jīng)預(yù)成型裝置將GF逐漸變成與口模形狀相同的型材，同時(shí)擠出多余的PUR，然后通過(guò)拉擠口模采用拉擠工藝進(jìn)行復(fù)合成型，其三區(qū)預(yù)熱區(qū)、凝膠區(qū)和固化區(qū)的溫度分別在180～210℃間調(diào)節(jié)，將固化的PUR/GF復(fù)合材料以15～20cm/min的牽引速度從模具中拉出來(lái)。最后經(jīng)風(fēng)冷固化獲得GF質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)70.5％的熱固性PUR/GF高性能復(fù)合材料。

雖然，上述工藝制得的GF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到70.5％，但上述工藝還存在如下缺陷：

(1)在上述工藝中，將GF、復(fù)合氈和表面氈浸入到澆注盒中時(shí)，與不飽和聚脂不同之處在于，不飽和聚脂的凝固速度慢，而聚氨酯的凝固速度快，會(huì)導(dǎo)致聚氨酯還沒(méi)來(lái)得及對(duì)GF、復(fù)合氈和表面氈完全進(jìn)行浸透，聚氨酯便已經(jīng)凝固，從而在將附有聚氨酯的GF輸入到模具中時(shí)，出現(xiàn)GF對(duì)模具形成堵塞的情況。

(2)上述工藝中記載的經(jīng)預(yù)成型裝置將GF逐漸變成與口模形狀相同的型材，同時(shí)擠出多余的PUR，顯然地，由于聚氨酯無(wú)法完全浸透GF，導(dǎo)致了GF的表面及內(nèi)部殘留著多余的聚氨酯，這些多余的PUR被擠出，也表明了上述工藝存在著聚氨酯的浪費(fèi)。

(3)上述固化的PUR/GF復(fù)合材料的拉出速度慢，致使生產(chǎn)效率低。

(4)上述方法制得的材料中，GF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為70.5％，然而，這種方法如果繼續(xù)增加玻璃纖維的含量，顯然地結(jié)果是勢(shì)必對(duì)模具形成堵塞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種拉擠成型聚氨酯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明的制備方法在提高纖維含量后可避免堵塞模具。

解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

拉擠成型聚氨酯纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備方法，包含以下步驟：

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50—85％的連續(xù)纖維的頭部穿過(guò)模具，所述模具至少具有注膠浸透區(qū)、預(yù)成型區(qū)以及固化區(qū)；

通過(guò)聚氨酯樹(shù)脂注膠系統(tǒng)將即時(shí)合成的聚氨酯樹(shù)脂以高壓的方式注入到模具的注膠浸透區(qū)內(nèi)，使位于注膠浸透區(qū)內(nèi)的連續(xù)纖維被高壓的聚氨酯樹(shù)脂完全浸透；