[發明專利]一種石墨烯聚氨酯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110066595.0
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN112852143B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王之冰;侯獻智;許光宏;王民湘
• 申請（專利權）人: 上海高鐵電氣科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L77/10;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/06;C08K7/10;C08K3/04;C08J5/04
• 代理公司: 北京領創律師事務所 11778
• 代理人: 沈斌

本發明公開了一種石墨烯聚氨酯復合材料及其制備方法，由聚氨酯樹脂復合纖維增強材料并拉擠成型，其中，所述聚氨酯樹脂還混合有石墨烯納米材料。本發明所提供的石墨烯聚氨酯復合材料及其制備方法，通過在雙組份的聚氨酯原料中加入少量石墨烯納米材料，經過充分混合均勻后，再與纖維增強材料復合，經過拉擠和固化成型后，所獲得的石墨烯聚氨酯復合材料，在保持平行于纖維方向的材料彎曲強度或模量等力學性能不減的同時，大大提高了垂直于纖維方向的所述力學性能，從而幫助了解決聚氨酯復合材料的拉擠工藝中所生成的聚氨酯復合材料的橫向性能不足的缺點。

技術領域

本發明涉及聚氨酯復合材料及其制備方法，尤其涉及的是一種石墨烯聚氨酯復合材料及其制備方法的改進。

背景技術

目前使用的復合材料，很多都是有機高聚物材料作為基體，復合作為增強體的無機或有機纖維增強材料，包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等，通過拉擠成型。其原理是，通過所述有機高聚物材料對通常平行排列的所述纖維增強材料進行編織綁定。因此，一般復合材料都表現出各向異性的物理性能，其在平行排列的所述纖維增強材料的長度方向上，即縱向方向上具有很高的強度，其力學性能通常比較好，而在垂直方向上即橫向強度則比較薄弱，其力學性能則較差。在通常的拉擠成型工藝中，一般可以通過加入纖維氈或纖維布來提高橫向強度，但是這樣一來，其對橫向強度的提高程度有限，二來，同時會降低縱向方向上的強度。

聚氨酯樹脂因為具有上佳的彈性，對纖維增強材料表面通常具有非常好的粘接力，同時其本體的強度也比較高，因此是復合材料中的基體材料的良好選擇，但是使用單純的聚氨酯樹脂來復合纖維增強材料時，因為聚氨酯樹脂的材料強度或模量等力學性能還是遠遠低于大部分纖維增強材料的纖維長度方向的力學性能，尤其是玻璃纖維或碳纖維增強材料等無機纖維增強材料，故所生成的復合材料在平行于纖維長度方向上和垂直纖維長度方向上的材料強度或模量等力學性能差異依然很大，導致所述復合材料在實際應用中很容易沿著其內部的纖維方向被撕裂，極大地影響到聚氨酯復合材料的應用范圍。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種石墨烯聚氨酯復合材料及其制備方法，使得所生產的石墨烯聚氨酯復合材料在垂直纖維方向上的材料強度或模量等力學性能大大提高，彌補現有拉擠工藝所形成材料的橫向性能不夠之缺點。

本申請包含如下內容：

實施方式1.一種石墨烯聚氨酯復合材料，由聚氨酯樹脂復合一纖維增強材料經拉擠成型，其特征在于，所述聚氨酯樹脂還混合有石墨烯納米材料。

實施方式2.根據實施方式1所述的石墨烯聚氨酯復合材料，其特征在于，以重量份計算，所述纖維增強材料含量為65-80份，所述聚氨酯樹脂含量為20-35份，所述石墨烯納米材料含量為0.00002-0.04份。

實施方式3.根據實施方式1或2所述的石墨烯聚氨酯復合材料，其特征在于，所述纖維增強材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維。

實施方式4.根據實施方式3所述的石墨烯聚氨酯復合材料，其特征在于，所述纖維增強材料是玻璃纖維，包括玻璃纖維粗紗。

實施方式5.根據實施方式4所述的石墨烯聚氨酯復合材料，其特征在于，所述玻璃纖維還包括玻璃纖維氈和/或玻璃纖維布，以重量份計算，所述玻璃纖維粗紗為50-80份，所述玻璃纖維氈為10-20份，所述玻璃纖維布為10-30份。

實施方式6.根據實施方式1或2所述的石墨烯聚氨酯復合材料，其特征在于，所述聚氨酯樹脂由雙組份聚氨酯原料合成，包括：異氰酸酯和多元醇按重量比1.2:1至1.4:1合成。

實施方式7.一種實施方式1-6任一所述的石墨烯聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.將所述纖維增強材料穿過一預成型板，進入一密閉的注射盒；