CN103570961A - 连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法，该材料由连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，加热、熟化、冷却后制得，其中连续纤维增强织物选自有机纤维、金属纤维或无机纤维中一种或一种以上，热塑性聚氨酯弹性体反应液由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成。与现有技术相比，本发明以连续增强纤维织物为增强材料，以热塑性聚氨酯弹性体为增强基体，制备得到的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料具有浸渍良好，孔隙率低，厚度可调，玻纤含量高等优点，该制备方法具有生产线简单，设备可实现高效连续化生产，且生产过程中没有任何的环境污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法。
背景技术
纤维增强热塑性复合材料性能优良，可重复利用，近年来在生活中得到越来越多的应用。短切纤维增强热塑性复合材料研究甚多，如专利US3684645，采用短切纤维与热塑性树脂复合后进入一个双带硫化机，加热浸渍，切割成需要的片材。
国外对于这种纤维增强热塑性复合材料研究和应用都有很多，如专利US4098943和US4469543，介绍连续纤维织物与挤出的热塑性薄膜或者热塑性树脂粉料复合，再加热熔融浸渍形成复合片材，一层纤维织物与两层热塑性树脂薄膜或者两层纤维织物与三层热塑性树脂薄膜间隔铺排，加热熔融让热塑性树脂浸渍入纤维织物中。目前连续纤维织物增强的热塑性复合材料在国外已经有很多方面的应用，例如Band-laminates的Tepex型号早已商业化，第一条生产线2003年便投产，其增强纤维可用玻璃纤维，碳纤维或芳纶纤维，基体塑料可用聚丙烯、尼龙6、尼龙6.6、尼龙12、尼龙4.6、热塑性聚氨酯或聚苯硫醚。法国博舍公司的PiPreg系列预固结片材，美国克瑞公司的ZeniconTM板材，美国Polystrand公司的ThermoProTM预浸带片材和ThermoBallisticTM防弹材料等。这些连续纤维增强热塑性复合材料一般都是采用热塑性树脂的熔体与纤维织物复合，这种树脂在加工过程中通常需要较高的温度与纤维浸渍(温度的上限根据聚合物分解温度的不同而不同)。
为了增加树脂与纤维织物的浸润效果，大多数会采用热塑性树脂粉末均匀的分散在连续纤维织物上，加热熔融后形成均一的复合材料，如专利US20050215148，介绍了一种可以让树脂粉末均匀的分布在纤维上的设备，这个设备要求粒子的直径范围在1-2000um，在后续压力作用下可得到完全无气泡的浸渍良好的预浸带。该种方法主要是塑料粉末与连续纤维混合过程中所采用的流化床设备成本较高。
反应性的树脂与玻纤复合材料近来也有不少的研究和应用，如专利EP1319503中，介绍一种含反应性树脂的织物薄片状结构及其制备方法和用途，该薄片结构由增强纤维和反应性树脂组成，该纤维的弹性模量为200-2500dan/mm2，且其固化前的纵向伸长率在10％以上，将反应性树脂涂覆过或浸渍过后形成织物薄片结构，可用作结构材料如医学或一些技术设备方面作支撑外壳。
另外，热塑性聚氨酯弹性体(TPU)兼具有塑料的加工工艺特点和橡胶的物理机械性能，不仅具有卓越的高张力、高拉力、强韧性和耐老化的特征，且还是成熟的环保材料，具有其他塑料橡胶无法比拟的特性，如强度高、韧性好、耐磨耐寒、耐油耐老化、耐气候性优良等，同时还具有防水性好、抗菌保暖、抗紫外线等许多特殊的功能。且在加工上成型速度快，易于脱模，硬度可调。聚氨酯弹性体基复合材料拥有很好的储存稳定性，优良的力学性能，在建筑、汽车，航空，能源工业(风力发电厂)、造船行业等有广泛的应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以连续增强纤维织物为增强材料，以热塑性聚氨酯弹性体为增强基体，具有浸渍良好，孔隙率低，厚度可调，玻纤含量高的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法，该方法具有生产线简单，设备可实现高效连续化生产，且生产过程中没有任何的环境污染等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，该复合材料是将连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，加热、熟化、冷却后制得，其中连续纤维增强织物含量为50wt％-75wt％。
所述的连续纤维增强织物选自有机纤维、金属纤维或无机纤维中一种或一种以上；所述的有机纤维为芳香族聚酰胺纤维，所述的金属纤维为不锈钢纤维，所述的无机纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、天然纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上。
所述的天然纤维选自苎麻纤维、大麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维或亚麻纤维中的一种或一种以上。
所述的热塑性聚氨酯弹性体反应液为双组分热塑性聚氨酯弹性体，由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.98-1.02；所述的聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂，其中大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂的质量比为100∶3-50∶0-0.2，所述的异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
所述的大分子链醇类选自市售的聚氧化丙烯二醇800、聚氧化丙烯二醇1000、聚氧化丙烯二醇2000、聚四氢呋喃1000、聚四氢呋喃2000中的一种或一种以上，所述的小分子的扩链剂选自1，4-丁二醇，所述的催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡中的一种。
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊，提供连续纤维增强织物，接着连续纤维增强织物进入一组张力辊后，通过静电消除装置，消除静电后，连续增强纤维织物进入预加热器进行预热；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浸渍单元有两个异氰酸酯组分料罐和聚醚组分料罐，分别装有异氰酸酯组分和聚醚组分，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵，在混合头处混合均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
步骤(1)所述的预热处理采用红外加热方式或电加热方式，预热的温度略高于聚氨酯两组份反应时树脂混合料的温度，小于树脂的熟化温度，优选80℃。
为保证引出的连续纤维增强织物均匀平整的排列并前进，设置一组张力辊，则此处的张力辊不仅可以再生产进行过程中提高连续纤维增强织物张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙(连续纤维丝束)和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形。
另外，连续纤维增强织物经过一组张力辊之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前事先对其进行消除静电处理，通过静电消除装置来实现。
对连续增强纤维织物进行预热，主要是因为热塑性聚氨酯聚醚组分和异氰酸酯组分混合反应是一个放热反应，如果连续增强纤维织物未预热就与热的热塑性聚氨酯弹性体反应液接触，会导致热塑性聚氨酯弹性体反应液的反应延缓，且有可能会导致一些副反应的发生，故纤维浸渍之前必须要保持一定的温度，此温度稍大于热塑性聚氨酯弹性体反应液反应时其反应器壁的温度，保证纤维浸渍良好且又不影响生产效率。
步骤(2)所述的聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，以保证两组分都与水与空气隔绝，避免空气或水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能；步骤(2)所述的混合所需时间为20-25s。
步骤(3)中通过改变压辊之间的间隙来控制连续增强纤维织物与热塑性聚氨酯浸渍后的厚度，步骤(3)所述的一对压辊之间的间隙为0.2-0.5mm，这对压辊静止不转动的，其目的是为了使热塑性聚氨酯浸渍入纤维织物中，为了避免压辊沾上聚氨酯树脂。
步骤(4)所述的加热、熟化处理在加热烘箱中进行，采用红外加热或电加热方式，加热的温度为聚氨酯的熟化温度，加热的温度优选120℃-140℃，设置加热烘箱的目的是为了是使热塑性聚氨酯在纤维织物内部及表面反应完全，完全熟化，加热烘箱的具体长度由所需生产率和用于聚合反应的时间计算，其中聚合反应时间又是根据所加的催化剂的性质和量来确定的，加热烘箱的长度为10m-60m。所述的加热、熟化过程不需要任何的模具，复合材料与加热装置也无任何明显的接触。
在聚合速率一定的情况下，烘箱长度越长，生产效率越高；生产效率一定的情况下，聚合速度越快，所用的烘箱长度越小。此处加热烘箱的温度也是由热塑性聚氨酯的具体性质决定的，一般而言，此处的熟化温度越高，熟化的时间越短；但是温度过高反而会影响整个反应过程，故温度范围为120℃-140℃。如果根据计算，所需的加热烘箱过长，加热烘箱之间也可采用压辊的形式，将复合织物的直线通道改成绕道的形式，实现复合织物加热、熟化有足够长的时间。
步骤(5)所述的冷却处理是在一组冷却辊(3个连续的冷却辊)上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，本发明中前两个冷却辊采用冷空气冷却，第三个冷却辊中通有循环冷却水，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，三个冷却辊之间的距离相等，均为0.2-0.5mm，决定和控制着最终复合材料的厚度。冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度。
步骤(5)所述的收卷处理在收卷辊上进行，收卷辊的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可适当的作为调节纤维织物所受张力大小，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.2mm-0.5mm。该复合材料在热成型工艺中可单独的再被加工成所需最终的形式。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明采用双组分法混合浸渍连续增强纤维织物，弥补了热塑性材料熔体粘性大，熔体流动性差的缺点，且不同于拉挤工艺，无需使用任何模具便可制备高玻纤含量的增强材料。从高分子聚合物的前体原料出发，找到合成高分子聚合物低粘度的原料，混合浸渍玻纤，使其与玻纤在浸渍过程中聚合，聚合完成后直接形成增强的复合材料，解决了现有的热塑性树脂与纤维增强过程中树脂粘度过高而引起的一些问题，如加工温度高，熔融指数过高导致纤维含量低，纤维与树脂的浸渍效果不理想等，并且生产设备简单，操作容易，且可保证纤维与树脂的完全浸润。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图中，1为放卷辊，2为张力辊，3为静电消除装置，4为预加热器，5为异氰酸酯组分料罐，6为异氰酸酯组分的计量泵，7为聚醚组分料罐，8为聚醚组分的计量泵，9为混合头，10为压辊，11为加热烘箱，12为冷却单元，12-1、12-2、12-3均为冷却辊，13为收卷辊。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
图1为本发明的工艺流程图。
(1)消除静电、预热：由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续玻璃纤维卷(PPG公司45882400tex)，接着连续玻璃纤维卷进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续玻璃纤维卷进入预加热器4，采用红外加热方式，设定温度为80℃，进行预热；
(2)浸渍：步骤(1)预热好的连续玻璃纤维卷进入浸渍单元，浸渍单元有上面的两个灌装组分异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别是异氰酸酯组分(碳化二亚胺改性的液化MDI)和聚醚组分(聚四氢呋喃二醇1000、扩链剂1，4-丁二醇和催化剂辛酸亚锡的混合物，其中聚四氢呋喃二醇1000∶扩链剂1，4-丁二醇∶催化剂辛酸亚锡的质量比＝100∶4.7∶0.2)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.98，异氰酸酯组分和聚醚组分上面均是N2气氛，以保证两组份都与水与空气隔绝，避免空气与水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8；在混合头9处混合，混合时间为25s，均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浇注到连续增强纤维织物上后，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，再将复合织物在浸渍单元的一对压辊10的作用下实现纤维与树脂的一次完全浸渍，一对压辊10之间的间隙为0.3mm，这对压辊10是静止不转动的；
(3)加热、熟化：将步骤(2)中完全的复合织物经加热烘箱11，采用红外加热方式，进行加热熟化，加热温度为120℃，即为聚氨酯的熟化温度；另外，加热烘箱11的具体长度为10m；
(4)冷却、收卷：步骤(3)中的完成熟化的复合织物1进入由一组冷却辊组成冷却单元12，冷却辊12-3中通有循环冷却水，冷却辊12-1和12-2采用冷空气冷却，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，冷却辊12-1和12-2之间的距离与冷却辊12-2和12-3之间的距离相等，均为0.3mm；使复合织物冷却至玻璃化转变温度以下，冷却完全后，将熟化好的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料缠绕至收卷辊13上，完成复合材料13的收卷工作，所得的复合材料厚度为0.3mm，纤维含量75wt％，浸渍良好，表面光滑平整。
实施例2
本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)消除静电、预热：由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续碳纤维卷(东丽T70024K)，接着连续碳纤维卷进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续碳纤维卷进入预加热器4，采用电加热方式，设定温度为80℃，进行预热，；
(2)浸渍：步骤(1)预热好的连续碳纤维卷进入浸渍单元，浸渍单元有上面的两个灌装组分异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别是异氰酸酯组分(碳化二亚胺改性的液化MDI)和聚醚组分(聚氧化丙烯二醇1000、扩链剂1，4-丁二醇和催化剂二月桂酸二丁基锡的混合物，其中聚氧化丙烯二醇1000∶扩链剂1，4-丁二醇∶催化剂二月桂酸二丁基锡的质量比＝100∶15∶0.1)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为1.01，异氰酸酯组分和聚醚组分上面均是N2气氛，以保证两组份都与水与空气隔绝，避免空气与水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8；在混合头9处混合，混合时间为20s，均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浇注到连续增强纤维织物上后，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，再将复合织物在一对压辊10的作用下实现纤维与树脂的一次完全浸渍，这一对压辊10之间的间隙为0.35mm，这对压辊静止不转动的；
(3)加热、熟化：将步骤(2)中完全的复合织物经加热烘箱11，采用电加热方式，进行加热熟化，加热温度为130℃，即为聚氨酯的熟化温度；另外，加热烘箱11的具体长度为30m；
(4)冷却、收卷：步骤(3)中的完成熟化的复合织物进入冷却单元12，由一组冷却压辊12-1，12-2，12-3组成，冷却辊12-3中通有循环冷却水，12-1和12-2采用冷空气冷却，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，12-1与12-2之间的距离与12-2和12-3之间的距离相等，均为0.35mm；使复合织物冷却至玻璃化转变温度以下，冷却完全后，将熟化好的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料缠绕至收卷辊13上，完成复合材料的收卷工作，所得的复合材料厚度为0.35mm，纤维含量60wt％，浸渍良好，表面光滑平整。
实施例3
本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)消除静电、预热：由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续玻璃纤维布(海宁杰特玻纤布业有限公司)，接着连续玻璃纤维布进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续玻璃纤维布进入预加热器4，采用电加热方式，设定温度为80℃，进行预热，；
(2)浸渍：步骤(1)预热好的连续玻璃纤维布进入浸渍单元，浸渍单元有上面的两个灌装组分异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别是异氰酸酯组分(碳化二亚胺改性的液化MDI)和聚醚组分(聚氧化丙烯二醇800、扩链剂1，4-丁二醇，其中聚氧化丙烯二醇800∶扩链剂1，4-丁二醇的质量比＝100∶3∶0.2)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为1.02，异氰酸酯组分和聚醚组分上面均是N2气氛，以保证两组份都与水与空气隔绝，避免空气与水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8；在混合头9处混合，混合时间为25s，均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浇注到连续增强纤维织物上后，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，再将复合织物在一对压辊10的作用下实现纤维与树脂的一次完全浸渍，这一对压辊10之间的间隙为0.25mm，这对压辊10静止不转动的；
(3)加热、熟化：将步骤(2)中完全的复合织物经加热烘箱11，采用电加热方式，进行加热熟化，加热温度为130℃，即为聚氨酯的熟化温度；另外，加热烘箱11的具体长度为60m；
(4)冷却、收卷：步骤(3)中的完成熟化的复合织物进入冷却单元12，由一组冷却压辊12-1、12-2、12-3组成，冷却辊12-3中通有循环冷却水，12-1和12-2b采用冷空气冷却，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，12-1与12-2之间的距离与12-2和12-3之间的距离相等，均为0.25mm；使复合织物冷却至玻璃化转变温度以下，冷却完全后，将熟化好的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料缠绕至收卷辊13上，完成复合材料的收卷工作，所得的复合材料厚度为0.25mm，纤维含量50wt％，浸渍良好，表面光滑平整。
实施例4
本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)消除静电、预热：由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续天然纤维毡(天然纤维由南京新禾有限公司提供的苎麻纤维)，接着连续天然纤维毡进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续天然纤维毡进入预加热器4，采用红外加热方式，设定温度为80℃，进行预热；
(2)浸渍：步骤(1)预热好的连续天然纤维毡进入浸渍单元，浸渍单元有上面的两个灌装组分异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别是异氰酸酯组分(碳化二亚胺改性的液化MDI)和聚醚组分(聚四氢呋喃二醇2000、扩链剂1，4-丁二醇，其中聚四氢呋喃2000∶扩链剂1，4-丁二醇的质量比＝100∶46)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.99，异氰酸酯组分和聚醚组分上面均是N2气氛，以保证两组份都与水与空气隔绝，避免空气与水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8；在混合头9处混合，混合时间为25s，均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浇注到连续增强纤维织物上后，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，再将复合织物在一对压辊10的作用下实现纤维与树脂的一次完全浸渍，这一对压辊10之间的间隙为0.5mm，这对压辊静止不转动的；
(3)加热、熟化：将步骤(2)中完全的复合织物经加热烘箱11，采用红外加热方式，进行加热熟化，加热温度为120℃，即为聚氨酯的熟化温度；另外，加热烘箱11的具体长度为50m；
(4)冷却、收卷：步骤(3)中的完成熟化的复合织物进入冷却单元12，由一组冷却压辊12-1、12-2、12-3组成，冷却辊12-3中通有循环冷却水，12-1和12-2采用冷空气冷却，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，12-1与12-2之间的距离与12-2和12-3之间的距离相等，均为0.5mm；使复合织物冷却至玻璃化转变温度以下，冷却完全后，将熟化好的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料缠绕至收卷辊13上，完成复合材料的收卷工作，所得的复合材料厚度为0.5mm，纤维含量55wt％，浸渍良好，表面光滑平整。
实施例5
本实施例的工艺流程如图1所示。
(1)消除静电、预热：由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续不锈钢纤维丝，接着连续不锈钢纤维丝进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续不锈钢纤维丝进入预加热器4，采用红外加热方式，设定温度为80℃，进行预热，；
(2)浸渍：步骤(1)预热好的连续不锈钢纤维丝进入浸渍单元，浸渍单元有上面的两个灌装组分异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别是异氰酸酯组分(碳化二亚胺改性的液化MDI)和聚醚组分(聚氧化丙烯二醇800与聚氧化丙烯二醇2000各50％、扩链剂1，4-丁二醇和催化剂辛酸亚锡的混合物，其中聚氧化丙烯二醇800和聚氧化丙烯二醇2000∶扩链剂1，4-丁二醇∶催化剂辛酸亚的质量比＝100∶11∶0.15)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为1.00，异氰酸酯组分和聚醚组分上面均是N2气氛，以保证两组份都与水与空气隔绝，避免空气与水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8；在混合头9处混合，混合时间为25s，均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液，浇注到连续增强纤维织物上后，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，再将复合织物在一对压辊10的作用下实现纤维与树脂的一次完全浸渍，这一对压辊10之间的间隙为0.2mm，这对压辊静止不转动的；
(3)加热、熟化：将步骤(2)中完全的复合织物经加热烘箱11，采用红外加热方式，进行加热熟化，加热温度为140℃，即为聚氨酯的熟化温度；另外，加热烘箱11的具体长度为40m；
(4)冷却、收卷：步骤(3)中的完成熟化的复合织物进入冷却单元12，由一组冷却压辊12-1、12-2、12-3组成，冷却辊12-3中通有循环冷却水，12-1和12-2采用冷空气冷却，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，12-1与12-2之间的距离与12-2和12-3之间的距离相等，均为0.2mm；使复合织物冷却至玻璃化转变温度以下，冷却完全后，将熟化好的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料缠绕至收卷辊13上，完成复合材料13的收卷工作，所得的复合材料厚度为0.2mm，纤维含量70wt％，浸渍良好，表面光滑平整。
实施例6
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，该材料由连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，在加热单元中加热和熟化，再在冷却单元冷却，得到浸渍良好的连续纤维增强织物含量为50wt％的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料。
连续纤维增强织物为芳香族聚酰胺纤维。
热塑性聚氨酯弹性体反应液为双组分热塑性聚氨酯弹性体，由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成；聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂，其中大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂的质量比为100∶9∶0.11，异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.99。
大分子链醇类为市售的聚氧化丙烯二醇800，小分子的扩链剂为1，4-丁二醇，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
(1)由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续纤维增强织物，接着连续纤维增强织物进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续增强纤维织物进入预加热器4进行预热；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液：浸渍单元有两个异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别装有异氰酸酯组分和聚醚组分，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8，在混合头9处混合均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊10作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
步骤(1)预热处理采用红外加热方式，预热的温度略高于聚氨酯两组份反应时树脂混合料的温度，小于树脂的熟化温度，为80℃。
为保证引出的连续纤维增强织物均匀平整的排列并前进，设置一组张力辊2，则此处的张力辊2不仅可以再生产进行过程中提高连续纤维增强织物张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙(连续纤维丝束)和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形。
另外，连续纤维增强织物经过一组张力辊2之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前事先对其进行消除静电处理，通过静电消除装置3来实现。
对连续增强纤维织物进行预热，主要是因为热塑性聚氨酯聚醚组分和异氰酸酯组分混合反应是一个放热反应，如果连续增强纤维织物未预热就与热的热塑性聚氨酯弹性体反应液接触，会导致热塑性聚氨酯弹性体反应液的反应延缓，且有可能会导致一些副反应的发生，故纤维浸渍之前必须要保持一定的温度，此温度稍大于热塑性聚氨酯弹性体反应液反应时其反应器壁的温度，保证纤维浸渍良好且又不影响生产效率。
步骤(2)聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，以保证两组分都与水与空气隔绝，避免空气或水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能；步骤(2)混合所需时间为20s。
步骤(3)中通过改变压辊之间的间隙来控制连续增强纤维织物与热塑性聚氨酯浸渍后的厚度，步骤(3)一对压辊之间的间隙为0.2mm，这对压辊静止不转动的，其目的是为了使热塑性聚氨酯浸渍入纤维织物中，为了避免压辊沾上聚氨酯树脂。
步骤(4)加热、熟化处理在加热烘箱11中进行，采用电加热方式，加热的温度为聚氨酯的熟化温度，加热的温度为120℃，设置加热烘箱11的目的是为了是使热塑性聚氨酯在纤维织物内部及表面反应完全，完全熟化，加热烘箱的具体长度由所需生产率和用于聚合反应的时间计算，其中聚合反应时间又是根据所加的催化剂的性质和量来确定的，本实施例中加热烘箱11的长度为10m。加热、熟化过程不需要任何的模具，复合材料与加热装置也无任何明显的接触。
在聚合速率一定的情况下，烘箱长度越长，生产效率越高；生产效率一定的情况下，聚合速度越快，所用的烘箱长度越小。此处加热烘箱11的温度也是由热塑性聚氨酯的具体性质决定的，一般而言，此处的熟化温度越高，熟化的时间越短；但是温度过高反而会影响整个反应过程，如果根据计算，所需的加热烘箱11过长，加热烘箱11之间也可采用压辊的形式，将复合织物的直线通道改成绕道的形式，实现复合织物加热、熟化有足够长的时间。
步骤(5)冷却处理是在冷却装置12(3个连续的冷却辊12-1、12-2、12-3)上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，本发明中前两个冷却辊12-1和12-2采用冷空气冷却，第三个冷却辊12-3中通有循环冷却水，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，三个冷却辊之间的距离相等，均为0.2mm，决定和控制着最终复合材料的厚度。冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度。
步骤(5)收卷处理在收卷辊13上进行，收卷辊13的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可适当的作为调节纤维织物所受张力大小，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.2mm。该复合材料在热成型工艺中可单独的再被加工成所需最终的形式。
实施例7
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，该材料由连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，在加热单元中加热和熟化，再在冷却单元冷却，得到浸渍良好的连续纤维增强织物含量为60wt％的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料。
连续纤维增强织物为硼纤维。
热塑性聚氨酯弹性体反应液为双组分热塑性聚氨酯弹性体，由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为1.01；聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂，其中大分子链醇类与小分子的扩链剂的质量比为100∶40，异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
大分子链醇类为市售的聚氧化丙烯二醇800，小分子的扩链剂为1，4-丁二醇。
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
(1)由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续纤维增强织物，接着连续纤维增强织物进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续增强纤维织物进入预加热器4进行预热；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液：浸渍单元有两个异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别装有异氰酸酯组分和聚醚组分，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量泵6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8，在混合头9处混合均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊10作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
步骤(1)预热处理采用红外加热方式方式，预热的温度略高于聚氨酯两组份反应时树脂混合料的温度，小于树脂的熟化温度，为80℃。
为保证引出的连续纤维增强织物均匀平整的排列并前进，设置一组张力辊2，则此处的张力辊2不仅可以再生产进行过程中提高连续纤维增强织物张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙(连续纤维丝束)和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形。
另外，连续纤维增强织物经过一组张力辊2之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前事先对其进行消除静电处理，通过静电消除装置3来实现。
对连续增强纤维织物进行预热，主要是因为热塑性聚氨酯聚醚组分和异氰酸酯组分混合反应是一个放热反应，如果连续增强纤维织物未预热就与热的热塑性聚氨酯弹性体反应液接触，会导致热塑性聚氨酯弹性体反应液的反应延缓，且有可能会导致一些副反应的发生，故纤维浸渍之前必须要保持一定的温度，此温度稍大于热塑性聚氨酯弹性体反应液反应时其反应器壁的温度，保证纤维浸渍良好且又不影响生产效率。
步骤(2)聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，以保证两组分都与水与空气隔绝，避免空气或水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能；步骤(2)混合所需时间为25s。
步骤(3)中通过改变压辊之间的间隙来控制连续增强纤维织物与热塑性聚氨酯浸渍后的厚度，步骤(3)一对压辊之间的间隙为0.5mm，这对压辊静止不转动的，其目的是为了使热塑性聚氨酯浸渍入纤维织物中，为了避免压辊沾上聚氨酯树脂。
步骤(4)加热、熟化处理在加热烘箱11中进行，采用电加热方式，加热的温度为聚氨酯的熟化温度，加热的温度为140℃，设置加热烘箱11的目的是为了是使热塑性聚氨酯在纤维织物内部及表面反应完全，完全熟化，加热烘箱的具体长度由所需生产率和用于聚合反应的时间计算，其中聚合反应时间又是根据所加的催化剂的性质和量来确定的，本实施例中加热烘箱11的长度为60m。加热、熟化过程不需要任何的模具，复合材料与加热装置也无任何明显的接触。
在聚合速率一定的情况下，烘箱长度越长，生产效率越高；生产效率一定的情况下，聚合速度越快，所用的烘箱长度越小。此处加热烘箱11的温度也是由热塑性聚氨酯的具体性质决定的，一般而言，此处的熟化温度越高，熟化的时间越短；但是温度过高反而会影响整个反应过程，如果根据计算，所需的加热烘箱11过长，加热烘箱11之间也可采用压辊的形式，将复合织物的直线通道改成绕道的形式，实现复合织物加热、熟化有足够长的时间。
步骤(5)冷却处理是在冷却装置12(3个连续的冷却辊12-1、12-2、12-3)上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，本发明中前两个冷却辊12-1和12-2采用冷空气冷却，第三个冷却辊12-3中通有循环冷却水，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，三个冷却辊之间的距离相等，均为0.5mm，决定和控制着最终复合材料的厚度。冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度。
步骤(5)收卷处理在收卷辊13上进行，收卷辊13的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可适当的作为调节纤维织物所受张力大小，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.5mm。该复合材料在热成型工艺中可单独的再被加工成所需最终的形式。
实施例8
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，该材料由连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，在加热单元中加热和熟化，再在冷却单元冷却，得到浸渍良好的连续纤维增强织物含量为60wt％的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料。
连续纤维增强织物为玄武岩纤维。
热塑性聚氨酯弹性体反应液为双组分热塑性聚氨酯弹性体，由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.98；聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂，其中大分子链醇类与小分子的扩链剂的质量比为100∶23，异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
大分子链醇类为市售的聚四氢呋喃二醇2000，小分子的扩链剂为1，4-丁二醇。
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
(1)由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续纤维增强织物，接着连续纤维增强织物进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续增强纤维织物进入预加热器4进行预热；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液：浸渍单元有两个异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别装有异氰酸酯组分和聚醚组分，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量：6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8，在混合头9处混合均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊10作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
步骤(1)预热处理采用红外加热方式方式，预热的温度略高于聚氨酯两组份反应时树脂混合料的温度，小于树脂的熟化温度，为80℃。
为保证引出的连续纤维增强织物均匀平整的排列并前进，设置一组张力辊2，则此处的张力辊2不仅可以再生产进行过程中提高连续纤维增强织物张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙(连续纤维丝束)和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形。
另外，连续纤维增强织物经过一组张力辊2之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前事先对其进行消除静电处理，通过静电消除装置3来实现。
对连续增强纤维织物进行预热，主要是因为热塑性聚氨酯聚醚组分和异氰酸酯组分混合反应是一个放热反应，如果连续增强纤维织物未预热就与热的热塑性聚氨酯弹性体反应液接触，会导致热塑性聚氨酯弹性体反应液的反应延缓，且有可能会导致一些副反应的发生，故纤维浸渍之前必须要保持一定的温度，此温度稍大于热塑性聚氨酯弹性体反应液反应时其反应器壁的温度，保证纤维浸渍良好且又不影响生产效率。
步骤(2)聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，以保证两组分都与水与空气隔绝，避免空气或水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能；步骤(2)混合所需时间为23s。
步骤(3)中通过改变压辊之间的间隙来控制连续增强纤维织物与热塑性聚氨酯浸渍后的厚度，步骤(3)一对压辊之间的间隙为0.4mm，这对压辊静止不转动的，其目的是为了使热塑性聚氨酯浸渍入纤维织物中，为了避免压辊沾上聚氨酯树脂。
步骤(4)加热、熟化处理在加热烘箱11中进行，采用电加热方式，加热的温度为聚氨酯的熟化温度，加热的温度为130℃，设置加热烘箱11的目的是为了是使热塑性聚氨酯在纤维织物内部及表面反应完全，完全熟化，加热烘箱的具体长度由所需生产率和用于聚合反应的时间计算，其中聚合反应时间又是根据所加的催化剂的性质和量来确定的，本实施例中加热烘箱11的长度为50m。加热、熟化过程不需要任何的模具，复合材料与加热装置也无任何明显的接触。
在聚合速率一定的情况下，烘箱长度越长，生产效率越高；生产效率一定的情况下，聚合速度越快，所用的烘箱长度越小。此处加热烘箱11的温度也是由热塑性聚氨酯的具体性质决定的，一般而言，此处的熟化温度越高，熟化的时间越短；但是温度过高反而会影响整个反应过程，如果根据计算，所需的加热烘箱11过长，加热烘箱11之间也可采用压辊的形式，将复合织物的直线通道改成绕道的形式，实现复合织物加热、熟化有足够长的时间。
步骤(5)冷却处理是在冷却装置12(3个连续的冷却辊12-1、12-2、12-3)上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，本发明中前两个冷却辊12-1和12-2采用冷空气冷却，第三个冷却辊12-3中通有循环冷却水，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，三个冷却辊之间的距离相等，均为0.3mm，决定和控制着最终复合材料的厚度。冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度。
步骤(5)收卷处理在收卷辊13上进行，收卷辊13的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可适当的作为调节纤维织物所受张力大小，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.3mm。该复合材料在热成型工艺中可单独的再被加工成所需最终的形式。
实施例9
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，该材料由连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，在加热单元中加热和熟化，再在冷却单元冷却，得到浸渍良好的连续纤维增强织物含量为60wt％的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料。
连续纤维增强织物为大麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维和亚麻纤维的混合物。
热塑性聚氨酯弹性体反应液为双组分热塑性聚氨酯弹性体，由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为1.00；聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂，其中大分子链醇类与小分子的扩链剂的质量比为100∶36.4，异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
大分子链醇类为市售的聚氧化丙烯二醇2000，小分子的扩链剂为1，4-丁二醇。
一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示，包括以下步骤：
(1)由纱架或放卷装置上的放卷纤维辊或放卷辊1，提供连续纤维增强织物，接着连续纤维增强织物进入一组张力辊2后，通过静电消除装置3，消除静电后，连续增强纤维织物进入预加热器4进行预热；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液：浸渍单元有两个异氰酸酯组分料罐5和聚醚组分料罐7，分别装有异氰酸酯组分和聚醚组分，异氰酸酯组分流经异氰酸酯组分的计量：6，聚醚组分流经聚醚组分的计量泵8，在混合头9处混合均匀后，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊10作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
步骤(1)预热处理采用红外加热方式方式，预热的温度略高于聚氨酯两组份反应时树脂混合料的温度，小于树脂的熟化温度，为80℃。
为保证引出的连续纤维增强织物均匀平整的排列并前进，设置一组张力辊2，则此处的张力辊2不仅可以再生产进行过程中提高连续纤维增强织物张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙(连续纤维丝束)和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形。
另外，连续纤维增强织物经过一组张力辊2之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前事先对其进行消除静电处理，通过静电消除装置3来实现。
对连续增强纤维织物进行预热，主要是因为热塑性聚氨酯聚醚组分和异氰酸酯组分混合反应是一个放热反应，如果连续增强纤维织物未预热就与热的热塑性聚氨酯弹性体反应液接触，会导致热塑性聚氨酯弹性体反应液的反应延缓，且有可能会导致一些副反应的发生，故纤维浸渍之前必须要保持一定的温度，此温度稍大于热塑性聚氨酯弹性体反应液反应时其反应器壁的温度，保证纤维浸渍良好且又不影响生产效率。
步骤(2)聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，以保证两组分都与水与空气隔绝，避免空气或水与异氰酸酯反应从而导致反应过程的配比失衡，且会产生CO2，严重影响制品的性能；步骤(2)混合所需时间为20s。
步骤(3)中通过改变压辊之间的间隙来控制连续增强纤维织物与热塑性聚氨酯浸渍后的厚度，步骤(3)一对压辊之间的间隙为0.2mm，这对压辊静止不转动的，其目的是为了使热塑性聚氨酯浸渍入纤维织物中，为了避免压辊沾上聚氨酯树脂。
步骤(4)加热、熟化处理在加热烘箱11中进行，采用电加热方式，加热的温度为聚氨酯的熟化温度，加热的温度为120℃，设置加热烘箱11的目的是为了是使热塑性聚氨酯在纤维织物内部及表面反应完全，完全熟化，加热烘箱的具体长度由所需生产率和用于聚合反应的时间计算，其中聚合反应时间又是根据所加的催化剂的性质和量来确定的，本实施例中加热烘箱11的长度为10m。加热、熟化过程不需要任何的模具，复合材料与加热装置也无任何明显的接触。
在聚合速率一定的情况下，烘箱长度越长，生产效率越高；生产效率一定的情况下，聚合速度越快，所用的烘箱长度越小。此处加热烘箱11的温度也是由热塑性聚氨酯的具体性质决定的，一般而言，此处的熟化温度越高，熟化的时间越短；但是温度过高反而会影响整个反应过程，故温度范围为120℃-140℃。如果根据计算，所需的加热烘箱11过长，加热烘箱11之间也可采用压辊的形式，将复合织物的直线通道改成绕道的形式，实现复合织物加热、熟化有足够长的时间。
步骤(5)冷却处理是在冷却装置12(3个连续的冷却辊12-1、12-2、12-3)上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，本发明中前两个冷却辊12-1和12-2采用冷空气冷却，第三个冷却辊12-3中通有循环冷却水，实现聚氨酯树脂的冷却定型，保证纤维增强聚氨酯复合带表面平整光洁，三个冷却辊之间的距离相等，均为0.2mm，决定和控制着最终复合材料的厚度。冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度。
步骤(5)收卷处理在收卷辊13上进行，收卷辊13的速度可以控制整个纤维织物在生产过程中的速度，也可适当的作为调节纤维织物所受张力大小，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.2mm。该复合材料在热成型工艺中可单独的再被加工成所需最终的形式。
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)
1.一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于，该复合材料是将连续纤维增强织物通过热塑性聚氨酯弹性体反应液浸渍后，加热、熟化、冷却后制得，其中，连续纤维增强织物含量为50wt％-75wt％。
2.根据权利要求1所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述的连续纤维增强织物选自有机纤维、金属纤维或无机纤维中一种或一种以上；所述的有机纤维为芳香族聚酰胺纤维，所述的金属纤维为不锈钢纤维，所述的无机纤维选自玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、天然纤维或玄武岩纤维中的一种或一种以上。
3.根据权利要求2所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述的天然纤维选自苎麻纤维、大麻纤维、剑麻纤维、黄麻纤维或亚麻纤维中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体反应液由聚醚组分和异氰酸酯组分聚合而成，其中异氰酸酯组分中的异氰酸基(N＝C＝O)与聚醚组分中的OH的摩尔比为0.98-1.02；所述的聚醚组分中包括大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂，其中大分子链醇类、小分子的扩链剂及催化剂的质量比为100∶3-50∶0-0.2；所述的异氰酸酯组分为碳化二亚胺改性的液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
5.根据权利要求4所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于，所述的大分子链醇类选自市售的聚氧化丙烯二醇800、聚氧化丙烯二醇1000、聚氧化丙烯二醇2000、聚四氢呋喃1000、聚四氢呋喃2000中的一种或一种以上，所述的小分子的扩链剂选自1，4-丁二醇，所述的催化剂选自辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡中的一种。
6.一种如权利要求1所述的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将连续纤维增强织物通过张力辊使其均匀平整后，进行消除静电、预热处理；
(2)将聚醚组分及异氰酸酯组分混合，形成热塑性聚氨酯弹性体反应液；
(3)将热塑性聚氨酯弹性体反应液浇注到连续增强纤维织物上，形成带有热塑性聚氨酯/连续增强纤维复合织物，并在一对压辊作用下使热塑性聚氨酯弹性体反应液与连续增强纤维织物完全浸渍；
(4)将步骤(3)所得物进行加热、熟化处理；
(5)将步骤(4)所得物进行冷却、收卷处理。
7.根据权利要求6所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的预热处理采用红外加热方式或电加热方式，预热的温度优选80℃。
8.根据权利要求6所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的聚醚组分及异氰酸酯组分反应前均保存在N2气氛下，步骤(2)所述的混合所需时间为20-25s；步骤(3)所述的一对压辊之间的间隙为0.2-0.5mm。
9.根据权利要求6所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的加热、熟化处理在加热烘箱中进行，采用红外加热或电加热方式，加热的温度优选120℃-140℃，加热烘箱的长度为10m-60m。
10.根据权利要求6所述的一种连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述的冷却处理是在一组冷却辊上进行的，冷却辊通有循环冷却水或直接冷空气冷却，冷却的温度小于或等于连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的凝固温度；步骤(5)所述的收卷处理在收卷辊上进行，收卷后的连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合材料的厚度为0.2mm-0.5mm。
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