[发明专利]一种聚氨酯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法，该复合材料以聚酰亚胺纤维作为芯部，由聚氨酯包覆聚酰亚胺纤维而形成聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料；在形成聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料之前，所述聚酰亚胺纤维经过表面上浆接枝处理。本发明的聚氨酯复合材料将聚酰亚胺纤维作为芯部与聚氨酯复合，与现有技术相比，可明显提高聚氨酯复合材料的强度，并可填补聚酰亚胺耐磨性能的不足。另外，聚酰亚胺纤维经过表面上浆接枝处理，能够增加表面极性，与聚氨酯结合性好，不易剥离。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料，具体涉及一种聚氨酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯可分为热塑性氨酯(TPU)与热固性聚氨酯(CPU)，也可称为颗粒(固态)与液态。常规的高性能热塑性聚氨酯(TPU)复合材料的芯部主要以丝线或棉线为主。在所述芯部的外表面包裹一层聚氨酯材料，得到一种聚氨酯复合材料，该材料可缠绕成线卷或直接制成纺织品。

参见中国专利申请CN107780222A，这种聚氨酯复合材料的生产工艺包括：首先采用挤出机挤出聚氨酯材料，然后通过包覆技术，将聚氨酯包覆在丝线或棉线上，从而得到聚氨酯复合材料。

上述常规的聚氨酯复合材料芯部主要是丝线或棉线，经过挤出机挤出聚氨酯材料包覆形成。采用丝线和棉线作为芯部，限制了聚氨酯复合材料的强度，从而限制了材料的使用范围。

聚酰亚胺是高分子链中含有酰亚胺环的一类聚合物。聚酰亚胺主链中的刚性芳环结构及酰亚胺基团赋予了其优异的力学性能、耐高低温性能、阻燃性能、耐辐照性能以及高绝缘等性能。高强高模聚酰亚胺纤维因其优异的力学性能、低的吸水率等，正在开展将其作为复合材料增强体的研究。但是，聚酰亚胺存在耐磨性能不足的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型的聚氨酯复合材料及其制备方法，其能够至少解决现有技术中存在的聚氨酯复合材料强度不高、聚酰亚胺耐磨性能不足的问题。

根据本发明的目的，一方面，本发明提供了一种聚氨酯复合材料，其以聚酰亚胺纤维作为芯部，所述聚氨酯为热塑性聚氨酯，由聚氨酯包覆聚酰亚胺纤维而形成聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料；在形成聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料之前，所述聚酰亚胺纤维经过表面上浆接枝处理。

本发明的聚氨酯复合材料将聚酰亚胺纤维作为芯部与热塑性聚氨酯复合，与现有技术相比，可明显提高聚氨酯复合材料的强度，并可填补聚酰亚胺耐磨性能的不足。另外，聚酰亚胺纤维经过表面上浆接枝处理，能够增加表面极性，与聚氨酯结合性好，不易剥离。

本发明中的聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料为一种皮芯结构复合纤维(也可称为复合纱)，以聚酰亚胺纤维为芯层，以聚氨酯为皮层。

优选地，所述聚酰亚胺纤维是线密度为200D～1500D的高强高模聚酰亚胺纤维，纤维断裂强度大于17.5cN/dtex，初始模量大于110GPa。

通过采用高强高模聚酰亚胺纤维，能够大大提高聚氨酯复合材料的强度。

另一方面，本发明提供了一种纺织品，其由上述聚氨酯复合材料制成。可以将上述聚氨酯复合材料缠绕成卷，或者可以利用纺织机制制成各种纺织品。

再一方面，本发明提供了一种聚氨酯复合材料的制备方法，其中，所述聚氨酯复合材料为聚氨酯与聚酰亚胺纤维的复合材料，所述聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述制备方法包括以下步骤：

1)将聚酰亚胺纤维作为芯部，采用上浆剂，对聚酰亚胺纤维进行表面上浆接枝处理；

2)将聚氨酯的粒料加入料斗内，密封料斗后，在80℃～90℃条件下干燥并除湿2～4 小时，开动挤出机；