[发明专利]热塑性聚氨酯纤维复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种热塑性聚氨酯纤维复合材料，它包括低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层和嵌入到该低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层内部的高熔点无纺布。其中，所述高熔点无纺布为纯高熔点聚醚型聚氨酯无纺布或复合型高熔点聚醚型聚氨酯无纺布。本发明还提供一种制备上述复合述材料的方法，具体步骤包括：提供一种高熔点无纺布；在真空条件下将混合有聚氨酯橡胶硫化剂的熔融态低熔点聚醚型聚氨酯材料浸入到所述高熔点无纺布中，经模具定型制得热塑性聚氨酯纤维复合材料。该制备方法工艺简单、适于自动化生产。本发明还提供一种该复合材料的应用。该热塑性聚氨酯纤维复合材料各层之间结合紧密，可作为风力发电机叶片保护膜使用。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种热塑性聚氨酯纤维复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

热塑性高分子材料因其具有耐腐蚀、比重小、易加工等特点，被广泛应用于日常生活用品、服装服饰、汽车装饰等行业。目前，利用热塑性高分子来制备纤维织物复合材料是本领域发展的新方向，其中在风力发电行业中，风电叶片前缘长期受风力的摩擦，以及砂粒、雨水的冲击，是风电叶片最容易出现磨蚀的部位。而对风电叶片表面进行保护通常选取两种方式：贴敷热塑性高分子保护膜，或者喷涂、滚刷防护涂料。但由于热塑性高分子熔融后的粘度普遍较高，纤维织物与熔融后的热塑性高分子混合不利于充模，易在产品中产生气泡或损坏挤出装置，从而阻碍了热塑性薄膜层与纤维织物之间的粘结、降低了产品的性能。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种工艺简单、层间结合紧密、耐磨性好的热塑性聚氨酯纤维复合材料及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种热塑性聚氨酯纤维复合材料，它包括低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层和嵌入到所述低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层内部的高熔点无纺布；其中，所述高熔点无纺布为纯高熔点聚醚型聚氨酯无纺布或复合型高熔点聚醚型聚氨酯无纺布。

本文中的“纯高熔点聚醚型聚氨酯无纺布”是指只有高熔点聚醚型聚氨酯材料经喷熔所制得的，“复合型高熔点聚醚型聚氨酯无纺布”是指由高熔点聚醚型聚氨酯材料和纳米材料混合后经喷熔所制得的。本文中的“低熔点”和“高熔点”是相对而言的，即所述低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层的熔点要低于所述高熔点无纺布的熔点；所述低熔点聚醚型聚氨酯材料的熔点要低于所述高熔点聚醚型聚氨酯材料的熔点。

基于上述，所述高熔点无纺布厚度为0.05mm~0.5mm、所述热塑性聚氨酯纤维复合材料厚度为0.2mm~2mm。

基于上述，所述复合型高熔点聚醚型聚氨酯无纺布包括高熔点聚醚型聚氨酯纤维和分布于所述高熔点聚醚型聚氨酯纤维中的纳米材料。

基于上述，所述纳米材料为碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯纳米片、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米碳黑中的一种或几种的组合。

基于上述，所述高熔点无纺布为Elastollan 1185A聚醚型聚氨酯无纺布，所述低熔点聚醚型聚氨酯薄膜层为Vibrathane 602聚醚型聚氨酯薄膜层。

本发明还提供一种热塑性聚氨酯纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）提供一种高熔点无纺布，将所述高熔点无纺布平铺在模具型腔中，并对所述模具型腔进行抽真空处理，其中，所述高熔点无纺布为纯高熔点聚醚型聚氨酯无纺布或复合型高熔点聚醚型聚氨酯无纺布；

（2）先将低熔点聚醚型聚氨酯材料和聚氨酯橡胶硫化剂分别加热熔融，再均匀混合得到混合熔融体，且所述混合熔融体的温度低于所述高熔点无纺布的熔融温度，将所述混合熔融体导入所述模具型腔中进行定型处理制得热塑性聚氨酯纤维复合材料。