[發明專利]一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料及制備方法

在審

• 申請號: 201910402410.1
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110002896A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 韋云棟
• 申請（專利權）人: 韋云棟
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B26/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及復合泡沫材料制備技術領域，且公開了一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料及制備方法，包括：經過混合強酸氧化處理的碳纖維表面形成了羥基和羧基等活性基團，碳纖維表面的活性基團與多官能度AG80環氧樹脂中的活性基團發生分子間鍵合作用，與表面上包裹有硅烷偶聯劑的空心玻璃微珠，一起加入到聚氨酯樹脂基體中，在固化劑的作用下，組分間發生交聯固化反應，制備出碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料。本發明解決了目前碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料，由于碳纖維表面的潤濕性能比較差，所以碳纖維與基體樹脂之間不能夠形成良好的界面結合，導致材料整體無法進行連續的應力傳遞，從而使得材料整體的壓縮強度降低的技術問題。

技術領域

本發明涉及復合泡沫材料制備技術領域，具體為一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料及制備方法。

背景技術

固體浮力材料是一種低密度、高強度、吸水性小的復合材料，廣泛應用于深海開發的各個領域。隨著科學技術的發展，深潛器潛水深度的增大，對固體浮力材料的性能要求也越來越高，尤其是在壓縮強度方面。而復合泡沫材料是實際深海工程中使用較多的一種固定浮力材料，它主要是通過空心玻璃微珠添加到高強度樹脂中固化成型。

為了進一步提高材料的壓縮強度，常采用添加增強相的方法，其中碳纖維以其高強度、高模量、自重輕、價格低廉的技術優點廣泛應用于增強聚合物基復合材料。但是，由于碳纖維表面的潤濕性能比較差，所以碳纖維與基體樹脂之間不能夠形成良好的界面結合，導致材料整體無法進行連續的應力傳遞，從而使得材料整體的壓縮強度降低。

本發明提供一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料及制備方法，旨在解決目前碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料，由于碳纖維表面的潤濕性能比較差，所以碳纖維與基體樹脂之間不能夠形成良好的界面結合，導致材料整體無法進行連續的應力傳遞，從而使得材料整體的壓縮強度降低的技術問題。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料及制備方法，解決了目前碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料，由于碳纖維表面的潤濕性能比較差，所以碳纖維與基體樹脂之間不能夠形成良好的界面結合，導致材料整體無法進行連續的應力傳遞，從而使得材料整體的壓縮強度降低的技術問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料，包括以下重量份數配比的原料：10～20份平均粒徑≤10um的碳纖維粉、3～8份多官能度AG80環氧樹脂、8～15份烷偶聯劑、100～130份空心玻璃微珠、400份聚環氧丙烷二元醇、10～15有機錫催化劑、5～8份有機硅消泡劑、30～50份稀釋劑、30份固化劑；

經過混合強酸氧化處理的碳纖維表面形成了羥基和羧基等活性基團，碳纖維表面的活性基團與多官能度AG80環氧樹脂中的活性基團發生分子間鍵合作用，之后，與表面上包裹有硅烷偶聯劑的空心玻璃微珠，一起加入到聚氨酯樹脂基體中，在固化劑的作用下，組分間發生交聯固化反應，制備出碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料。

優選的，所述空心玻璃微珠的平均粒徑≤10um。

優選的，還包括以下重量份數配比的原料：5～10份由乙二醇、1,4-丁二醇、乙二胺及三羥甲基丙烷按照等質量組成的擴鏈交聯劑。

一種碳纖維增強微球復合聚氨酯泡沫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備10～20份平均粒徑≤10um的經過混合強酸氧化處理且表面上包裹有3～8份多官能度AG80環氧樹脂的碳纖維粉；

(2)制備100～130份表面上包裹有硅烷偶聯劑的空心玻璃微珠；