CN103451853A - 一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103451853A CN103451853A CN 201210175440 CN201210175440A CN103451853A CN 103451853 A CN103451853 A CN 103451853A CN 201210175440 CN201210175440 CN 201210175440 CN 201210175440 A CN201210175440 A CN 201210175440A CN 103451853 A CN103451853 A CN 103451853A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- spandex
- felt
- composite
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
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。该复合材料，由包含以下质量百分比的组分制成：氨纶40～70%，纤维30～60%。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。
Description
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；
（2）将上述纤维与氨纶的混合物交替铺层；得到玻璃纤维与氨纶复合毡，其克重为1000g/cm2；
（3）将铺层好的毡先后分别送入两个开松机进行两次开松；
（4）开松处理后的毡再经过梳理机梳理，得到蓬松的混合均匀的复合纤维；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）再将混合好的纤维送入铺网机中，经过横向和纵向的多个铺网机，将混合纤维铺在传动的牵引装置上，实现横向和纵向两个方向上的交替铺网；
（6）铺好后的混合纤维毡经过辊压压实后进入两个连续的针刺机中实现两次针刺，最后收卷得到混合好的混合纤维毡，厚度在10mm，其克重为1000g/cm2；
（7）将混合纤维毡送至具有加热装置的辊压机上，温度为190℃，使得混合纤维毡中的氨纶软化，再经辊压机冷压定型成玻璃纤维复合板材。
实施例2
碳纤维/氨纶复合材料的制备工艺流程如图1所示。
（1）称取重量百分比为40%的碳纤维和60%的氨纶，并混合均匀，其中，碳纤维和氨纶长为60mm；
（2）将上述纤维与氨纶的混合物交替铺层；得到碳纤维与氨纶复合毡，其克重为1400g/cm2；
（3）将铺层好的毡先后分别送入两个开松机进行两次开松；
（4）开松处理后的毡再经过梳理机梳理，得到蓬松的混合均匀的复合纤维；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）再将混合好的纤维送入铺网机中，经过横向和纵向的多个铺网机，将混合纤维铺在传动的牵引装置上，实现横向和纵向两个方向上的交替铺网；
（6）铺好后的混合纤维毡经过辊压压实后进入两个连续的针刺机中实现两次针刺，最后收卷得到混合好的混合纤维毡，厚度在15mm，其克重为1400g/cm2；
（7）将混合纤维毡送至具有加热装置的辊压机上，温度为200℃，使得混合纤维毡中的氨纶软化，再经辊压机冷压定型成碳纤维复合板材。
实施例3
玻璃纤维/氨纶复合材料的制备工艺流程如图1所示。
（1）称取重量百分比为50%的玻璃纤维和50%的氨纶，并混合均匀，其中，玻璃纤维和氨纶长为70mm；
（2）将上述纤维与氨纶的混合物交替铺层；得到玻璃纤维与氨纶复合毡；其克重为1600g/cm2；
（3）将铺层好的毡先后分别送入两个开松机进行两次开松；
（4）开松处理后的毡再经过梳理机梳理，得到蓬松的混合均匀的复合纤维；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）再将混合好的纤维送入铺网机中，经过横向和纵向的多个铺网机，将混合纤维铺在传动的牵引装置上，实现横向和纵向两个方向上的交替铺网；
（6）铺好后的混合纤维毡经过辊压压实后进入两个连续的针刺机中实现两次针刺，最后收卷得到混合好的混合纤维毡，厚度在18mm，其克重为1600g/cm2；
（7）将混合纤维毡送至具有加热装置的辊压机上，温度为210℃，使得混合纤维毡中的氨纶软化，再经辊压机冷压定型成玻璃纤维复合板材。
实施例4
碳纤维/氨纶复合材料的制备工艺流程如图1所示。
（1）称取重量百分比为60%的碳纤维和40%的氨纶，并混合均匀，其中，碳纤维和氨纶长为60mm；
（2）将上述纤维与氨纶的混合物交替铺层；得到碳纤维与氨纶复合毡，其克重为1800g/cm2；
（3）将铺层好的毡先后分别送入两个开松机进行两次开松；
（4）开松处理后的毡再经过梳理机梳理，得到蓬松的混合均匀的复合纤维；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）再将混合好的纤维送入铺网机中，经过横向和纵向的多个铺网机，将混合纤维铺在传动的牵引装置上，实现横向和纵向两个方向上的交替铺网；
（6）铺好后的混合纤维毡经过辊压压实后进入两个连续的针刺机中实现两次针刺，最后收卷得到混合好的混合纤维毡，厚度在20mm，其克重为1800g/cm2；
（7）将混合纤维毡送至具有加热装置的辊压机上，温度为220℃，使得混合纤维毡中的氨纶软化，再经辊压机冷压定型成碳纤维复合板材。
以上实施例得到的复合板材强度测试数据如下：
| 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | |
| GF/PU | CF/PU | GF/PU | CF/PU | |
| 拉伸强度（MPa） | 98 | 150 | 103 | 158 |
| 弯曲强度（MPa） | 95 | 148 | 100 | 152 |
上述各实施例中制备的纤维增强氨纶复合材料均用作汽车顶棚板材或汽车门板材料的用途。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：由包含以下质量百分比的组分制成：
氨纶 40～70%，
纤维 30～60%。
2.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：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。
3.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：所述的纤维为玻璃纤维或碳纤维。
4.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：所述的氨纶的长度为60mm-80mm。
5.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：所述的纤维的长度为60mm-80mm。
6.一种权利要求1-5中任一所述的纤维增强氨纶复合材料的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）按权利要求1所述的配比，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；
（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。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：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。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中的开松处理的次数为1-3次，优选2次。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：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；
或所述的步骤（6）中的针刺次数为2-5次，优选2次；
或所述的步骤（7）中热压的温度为190℃-230℃，优选190℃-220℃。
10.一种权利要求1-6中任一所述的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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210175440 CN103451853A (zh) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | 一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201210175440 CN103451853A (zh) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | 一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103451853A true CN103451853A (zh) | 2013-12-18 |
Family
ID=49734665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201210175440 Pending CN103451853A (zh) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | 一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103451853A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104109947A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-22 | 金银 | 一种涤纶纤维电热无纺纸制造方法 |
| CN104911821A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-16 | 湖南大学 | 一种碳纤与化纤混合无纺布的生产方法 |
| CN105544237A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-04 | 苏州市景荣科技有限公司 | 一种透气耐磨的复合鞋垫材料的制造方法 |
| CN107540808A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-01-05 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种高寿命玻璃纤维复合板材及其制备方法 |
| CN107541858A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-05 | 丹阳市汇航复合材料有限公司 | 一种新型的阻燃隔热消音毡制备方法 |
| CN107541859A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-05 | 丹阳市汇航复合材料有限公司 | 一种连续生产新型的阻燃隔热消音毡机器的设计 |
| CN109322057A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-12 | 江苏通盛滤袋有限公司 | 一种玻璃纤维针刺毡 |
| CN114507940A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-17 | 山东大庚工程材料科技有限公司 | 一种多功能复合碳纤维内衬垫及其制备方法 |
-
2012
- 2012-05-31 CN CN 201210175440 patent/CN103451853A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104109947A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-10-22 | 金银 | 一种涤纶纤维电热无纺纸制造方法 |
| CN104911821A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-09-16 | 湖南大学 | 一种碳纤与化纤混合无纺布的生产方法 |
| CN105544237A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-05-04 | 苏州市景荣科技有限公司 | 一种透气耐磨的复合鞋垫材料的制造方法 |
| CN107540808A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-01-05 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种高寿命玻璃纤维复合板材及其制备方法 |
| CN107540808B (zh) * | 2017-08-22 | 2020-03-17 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种高寿命玻璃纤维复合板材及其制备方法 |
| CN107541858A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-05 | 丹阳市汇航复合材料有限公司 | 一种新型的阻燃隔热消音毡制备方法 |
| CN107541859A (zh) * | 2017-09-07 | 2018-01-05 | 丹阳市汇航复合材料有限公司 | 一种连续生产新型的阻燃隔热消音毡机器的设计 |
| CN109322057A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-12 | 江苏通盛滤袋有限公司 | 一种玻璃纤维针刺毡 |
| CN114507940A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-17 | 山东大庚工程材料科技有限公司 | 一种多功能复合碳纤维内衬垫及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103451853A (zh) | 一种纤维增强氨纶复合材料及其制备方法和应用 | |
| Yang et al. | Advanced textile technology for fabrication of ramie fiber PLA composites with enhanced mechanical properties | |
| CN107523038B (zh) | 一种石墨烯聚氨酯复合材料及其制备方法 | |
| CN107245810B (zh) | 碳纤维长纤增强聚醚醚酮基复合材料及其制备方法 | |
| CN101691045B (zh) | 一种麻纤维板材的生产方法 | |
| CN103571038B (zh) | 一种天然纤维增强热塑性树脂单向预浸带及其制备方法 | |
| CN104945854B (zh) | 短切碳纤维层间增强纤维复合材料的制备方法 | |
| CN108329681A (zh) | 一种双向增强的聚氨酯拉挤板及其制备方法 | |
| EP3058126B1 (en) | Flexible non-woven mat | |
| CN101275012A (zh) | 一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料及其制备方法 | |
| Ratim et al. | The effect of woven and non-woven fiber structure on mechanical properties polyester composite reinforced kenaf | |
| CN103737997A (zh) | 一种碳纤维复合板材的加工方法 | |
| Pisupati et al. | Influence of resin curing cycle on the characterization of the tensile properties of flax fibers by impregnated fiber bundle test | |
| CN104842569B (zh) | 复合型frp筋、制备工艺及制备装置 | |
| CN107283951A (zh) | 一种阻燃天然纤维复合板材及其制备方法 | |
| CN103361883B (zh) | 玻璃纤维/聚苯硫醚纤维复合板材及其制备方法和用途 | |
| CN102166842A (zh) | 一种复合纤维汽车内饰板及其生产方法 | |
| CN105348481B (zh) | 一种乘用车天窗遮阳板专用轻量化pu板 | |
| CN102615886B (zh) | 一种玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料成型工艺 | |
| CN106476356A (zh) | 一种麻纤维增强聚氨酯复合板及其制备方法 | |
| CN103287028A (zh) | 一种新型gmt板材及其生产工艺 | |
| CN113845639B (zh) | 一种整体式聚氨酯发泡合成轨枕及其制备方法 | |
| JPH04339635A (ja) | 繊維強化合成樹脂複合体及びその成形方法 | |
| CN102615884A (zh) | 玻璃纤维增强型复合保温板及其制作方法和用途 | |
| CN206277734U (zh) | 一种麻纤维增强聚氨酯复合板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131218 |