[發(fā)明專利]拉擠用聚氨酯樹脂的復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210246503.8
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN102731989A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 滕鑫;顧曉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海珀理玫化學(xué)科技有限公司
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08L75/08;C08G18/76;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/22;C08K13/02;C08K5/353;C08K5/29;C08K3/26;C08K3/22;C08K3/34;B29C70/52
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及拉擠用聚氨酯樹脂技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種拉擠用聚氨酯樹脂的復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

拉擠復(fù)合材料由各種樹脂和高性能纖維拉擠復(fù)合而成，主要為生產(chǎn)大尺寸，復(fù)雜截面，厚壁產(chǎn)品，發(fā)展重點(diǎn)為：新型海洋用復(fù)合材料、電力傳輸、體育工程及高強(qiáng)度體育器材的結(jié)構(gòu)組件，以及高層建筑項目。拉擠成型的特點(diǎn)有以下幾個：

1、工藝簡單高效，適合于高性能纖維復(fù)合材料的大規(guī)模生產(chǎn)。

2、拉擠成型能最好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。在大多數(shù)復(fù)合材料制造工藝中纖維是不連續(xù)的，這使纖維的增強(qiáng)效果大大減弱，但在拉擠中，纖維不僅連續(xù)而且充分展直，能盡大的展示復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)勢。

3、質(zhì)量均一。拉擠工藝工序少，時間短，操作技術(shù)和環(huán)境對制品質(zhì)量影響小，因此質(zhì)量穩(wěn)定性高。

傳統(tǒng)拉擠用樹脂有不飽和聚酯，環(huán)氧樹脂等，但各有不足。不飽和聚酯力學(xué)性能較差，不能應(yīng)用于一些力學(xué)性能要求高的場合，且固化劑為過氧化物，易燃易爆，加工具有一定的危險性。環(huán)氧樹脂是高性能的樹脂，但其價格昂貴，固化速度緩慢，而且由于其交聯(lián)度過高，材料硬脆，韌性不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拉擠用聚氨酯樹脂的復(fù)合材料及其制備方法，由聚氨酯樹脂為基體材料，連續(xù)纖維為增強(qiáng)材料的新型高強(qiáng)度復(fù)合材料。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種拉擠用聚氨酯樹脂的復(fù)合材料，其特點(diǎn)在于，通過連續(xù)纖維和聚氨酯樹脂制備得到，所述的連續(xù)纖維是玻璃纖維或者碳纖維，其重量百分比為復(fù)合材料總重量的60～85%，所述的聚氨酯樹脂的重量百分比為復(fù)合材料總重量的15～40%，該聚氨酯樹脂的組分及重量百分比具體如下為：

異氰酸酯?????????42～60%

聚合物多元醇??????0～58%

催化劑????????????0.1～0.5%

除水劑????????????1～2%

消泡劑????????????0～1%

填料??????????????0～5%

脫模劑????????????0~1%。

所述的異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、液化MDI或者聚合MDI中的一種或幾種。

所述的聚合物多元醇為聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚酯二元醇或聚酯三元醇中的一種或幾種。

所述的聚醚二元醇和聚酯二元醇的分子量在500~2000，官能度為2，聚醚三元醇和聚酯三元醇的分子量為450~750，官能度為3，聚醚四元醇的分子量為600~900，官能度為4。

所述的催化劑為具有延遲催化效應(yīng)的錫類催化劑、鋅類催化劑或鉍類催化劑中的一種或幾種。

所述的除水劑為噁唑烷類除水劑、碳二亞胺類除水劑或原甲酸三酯類除水劑中的一種或幾種。

所述的消泡劑為氟類消泡劑。

所述的填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、高嶺土、膨潤土、納米鈦白粉、滑石粉或粉末分子篩中的一種或幾種。

一種制備所述的拉擠用聚氨酯樹脂的復(fù)合材料的方法，其特點(diǎn)在于，該方法包括下列步驟：

①按照重量配比稱取原料；

②將異氰酸酯置于與模具頭部相連的雙組份澆注系統(tǒng)的A罐內(nèi)；

③將聚合物多元醇在120℃，高真空下除水1-2h，冷卻后，加入催化劑、除水劑、消泡劑、填料和脫模劑，攪拌均勻，置于與模具頭部相連的雙組份澆注系統(tǒng)的B罐內(nèi)；

④該雙組份澆注系統(tǒng)由一高速分散模頭與模具頭部密閉相連，一定比例的A料和B料在打入模具之前經(jīng)高速分散模頭混合均勻；模具溫度為三段控溫，頭部為90℃，中間為150℃，末端為120℃；

⑤將連續(xù)纖維在一定拉扯張力下，以一定速度通過模具頭部時，使步驟④獲得的混合樹脂與該連續(xù)纖維浸潤；

⑥當(dāng)經(jīng)混合樹脂浸潤的連續(xù)纖維通過模具中段，混合樹脂在高溫以及催化劑的作用下快速聚合，成為具有強(qiáng)度的復(fù)合材料；

⑦待復(fù)合材料通過模具尾部時，通過降溫，一方面使得樹脂能縮小體積，有利于復(fù)合材料脫模，另一方，雖降溫，但溫度仍在固化溫度以上，有利于樹脂繼續(xù)后熟化。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、復(fù)配MDI體系異氰酸酯含量高，活性大，與聚合物多元醇反應(yīng)速度快，適合拉擠快速成型，且復(fù)配物中平均官能度大于2，可以形成交聯(lián)，增強(qiáng)力學(xué)強(qiáng)度。