[發明專利]一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510370683.4
• 申請日: 2015-06-30
• 公開（公告）號: CN104974496A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 翟紅波;楊振樞;韋洪屹
• 申請（專利權）人: 蘇州博利邁新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K13/04;C08K7/06;C08K5/14;C08K5/07;C08K5/5419;C08K3/26;B29C45/78;B29C45/77
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別涉及一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料及其制備方法。

背景技術

聚氨酯泡沫塑料，是異氰酸酯和羥基化合物經聚合發泡制成，按其硬度可分為軟質和硬質兩類，其中軟質為主要品種。一般來說，它具有極佳的彈性、柔軟性、伸長率和壓縮強度；化學穩定性好，耐許多溶劑和油類；耐磨性優良，較天然海綿大20倍；還有優良的加工性、絕熱性、粘合性等性能，是一種性能優良的緩沖材料，但價格較高。

聚氨酯泡沫塑料除了價格昂貴，原料緊缺之外，最大的缺陷是其耐溫性能和防火性能較差，溫度高于100℃的環境下使用，較為不利。

改性聚氨酯泡沫塑料，是增強聚氨酯泡沫塑料性能的有效方式之一，尤其是彌補聚氨酯泡沫塑料的耐溫性能。

碳纖維，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。

碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。

碳纖維與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。

發明內容

本發明解決的技術問題：針對上述不足，克服現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料及其制備方法。

本發明的技術方案：一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料，由以下重量份數的原料制備而成：

聚氨酯乳液66-80份、碳纖維8-18份、過氧化甲乙酮2-5份、乙酰丙酮鈦3-8份、三甲氧基硅烷5-10份、磺酸鈣2-6份和納米碳酸鈣10-18份。

作為優選，所述泡沫塑料由以下質量份數的各個組分制備而成：聚氨酯乳液70-78份、碳纖維10-16份、過氧化甲乙酮3-4份、乙酰丙酮鈦5-7份、三甲氧基硅烷6-9份、磺酸鈣3-5份和納米碳酸鈣12-17份。

作為優選，所述泡沫塑料由以下質量份數的各個組分制備而成：聚氨酯乳液74份、碳纖維15份、過氧化甲乙酮3份、乙酰丙酮鈦6份、三甲氧基硅烷7份、磺酸鈣4份和納米碳酸鈣16份。

一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料的制備方法，制備步驟如下：

（1）準確稱取各個原料；

（2）將原料混合均勻后放入注射成型機中成型，料筒溫度150℃-265℃，注射壓力75-135Mpa，模具溫度45℃-75℃，保壓時間35-90s，冷卻時間45-120s；

（3）經注射成型機冷卻成型之后，即得到碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料。

作為優選，步驟（2）中注射壓力為110Mpa，保壓時間45s。

有益效果：本發明提供的碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料，是利用碳纖維優異的物理性能、化學穩定性能和易加工性能，在形成的聚氨酯泡沫塑料孔壁內均勻分布碳纖維，不僅保持了聚氨酯泡沫塑料柔軟的性能，而且顯著提高了聚氨酯泡沫塑料的機械強度和化學耐腐蝕性能，同時，彌補了聚氨酯泡沫塑料在防火性能上的不足，擴大了聚氨酯泡沫塑料溫度使用區間，使其在較高的溫度下依然可以保持良好的性能。

具體實施方式

為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，?這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。

實施例?1：

一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料，由以下重量份數的原料制備而成：

聚氨酯乳液80份、碳纖維18份、過氧化甲乙酮5份、乙酰丙酮鈦8份、三甲氧基硅烷10份、磺酸鈣6份和納米碳酸鈣18份。

一種碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料的制備方法，制備步驟如下：

（1）準確稱取各個原料；

（2）將原料混合均勻后放入注射成型機中成型，料筒溫度245℃，注射壓力115Mpa，模具溫度65℃，保壓時間65s，冷卻時間110s；

（3）經注射成型機冷卻成型之后，即得到碳纖維增強聚氨酯泡沫塑料。