專利名稱：纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)泡聚合物是一種以高分子材料為基體的內(nèi)部均勻分散大量微小氣孔的性能優(yōu)異的聚合物/氣體復(fù)合材料，其具有質(zhì)輕、隔熱、隔音、比強(qiáng)度高、吸收沖擊載荷等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)及日用品領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，主要的發(fā)泡聚合物有發(fā)泡PP、發(fā)泡PS、發(fā)泡PE、發(fā)泡PUR、發(fā)泡聚合物材料等。發(fā)泡聚合物雖然具有許多特殊性能，但與密實(shí)聚合物相比其相對(duì)強(qiáng)度和模量有所下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種纖維增強(qiáng)的發(fā)泡聚合物及其制備方法。
本發(fā)明的目的是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的一種纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料，包括下列組分聚合物單體80～99％(重量)纖維 1～20％(重量)。
纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法將纖維和偶氮類引發(fā)劑加入聚合物單體中進(jìn)行本體聚合。
取纖維和偶氮類引發(fā)劑加入到聚合物單體中，先用磁力攪拌器攪拌，再用超聲波分散，同時(shí)水浴加熱至40～70℃聚合，在此溫度下聚合2～6小時(shí)，得到粘稠的液體，然后將此粘稠液體轉(zhuǎn)入模板中，升高到60～120℃聚合，得到纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料。
對(duì)纖維進(jìn)行表面處理將纖維置于甲苯中，超聲波分散后加入硅烷偶聯(lián)劑，回流反應(yīng)后提純備用。
對(duì)聚合物單體進(jìn)行預(yù)處理取聚合物單體用NaOH溶液洗滌，充分搖動(dòng)待完全分層后分離NaOH溶液層，再用蒸餾水洗滌，分離蒸餾水后加入無水硫酸鈉干燥。
聚合物單體是甲基丙烯酸甲酯。
偶氮類引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈。
纖維包括玻璃纖維、碳纖維、木纖維。
本發(fā)明具有如下的有益效果1、工藝流程簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，成本低；2、玻璃纖維經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理，再用超聲波在聚合物基體中進(jìn)行分散，兩者界面結(jié)合牢固；3、在一定范圍內(nèi)控制引發(fā)劑的用量即可調(diào)節(jié)復(fù)合材料的孔隙率；4、復(fù)合材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，可作為工程建筑材料；5復(fù)合材料具有吸聲性能，可作為吸聲材料。


圖1是本發(fā)明的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的紅外譜圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明；實(shí)施例11、甲基丙烯酸甲酯單體的預(yù)處理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml5％的NaOH溶液洗滌，充分搖動(dòng)待完全分層后分離NaOH溶液層，重復(fù)操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚劑對(duì)苯醌。再用蒸餾水洗滌三次，每次用量100ml。分離蒸餾水后加入20g無水硫酸鈉干燥，備用。
2、稱取玻璃纖維置于甲苯中，采用硅超聲波分散后加入烷偶聯(lián)劑，回流反應(yīng)1小時(shí)后提純備用。
3、準(zhǔn)確稱取玻璃纖維0.91g和偶氮二異丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯單體中，先用磁力攪拌器攪拌5分鐘，再用超聲波分散，同時(shí)水浴加熱至40～50℃，在此溫度下聚合3小時(shí)，得到粘稠的液體。然后將此粘稠液體轉(zhuǎn)入模板中，升高溫度至60～65℃聚合，得到玻璃纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料。
4、對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料的孔隙率和吸聲性能等進(jìn)行了測(cè)定。
實(shí)施例21、丙烯酸甲酯單體的預(yù)處理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml 5％的NaOH溶液洗滌，充分搖動(dòng)待完全分層后分離NaOH溶液層，重復(fù)操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚劑對(duì)苯醌。再用蒸餾水洗滌三次，每次用量100ml。分離蒸餾水后加入20g無水硫酸鈉干燥，備用。
2、木纖維采用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理，備用。
3、準(zhǔn)確稱取木纖維1.37g和偶氮二異丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯單體中，先用磁力攪拌器攪拌5分鐘，再用超聲波分散，同時(shí)水浴加熱至50～70℃，在此溫度下聚合2小時(shí)，得到粘稠的液體。然后將此粘稠液體轉(zhuǎn)入模板中，升高溫度至65～70℃聚合，得到木纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料。
4、對(duì)木纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料的孔隙率和吸聲性能等進(jìn)行了測(cè)定。
實(shí)施例31、烯酸甲酯單體的預(yù)處理。量取甲基丙烯酸甲酯300ml，用100ml 5％的NaOH溶液洗滌，充分搖動(dòng)待完全分層后分離NaOH溶液層，重復(fù)操作三次，除去甲基丙烯酸甲酯中的阻聚劑對(duì)苯醌。再用蒸餾水洗滌三次，每次用量100ml。分離蒸餾水后加入20g無水硫酸鈉干燥，備用。
2、碳纖維采用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理，備用。
3、準(zhǔn)確稱取碳纖維0.91g和偶氮二異丁腈0.25g加入到22.5g甲基丙烯酸甲酯單體中，先用磁力攪拌器攪拌5分鐘，再用超聲波分散，同時(shí)水浴加熱至40～60℃，在此溫度下聚合4小時(shí)，得到粘稠的液體。然后將此粘稠液體轉(zhuǎn)入模板中，升高溫度至75～80℃聚合，得到碳纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料。
4、對(duì)碳纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料的孔隙率和吸聲性能等進(jìn)行了測(cè)定。
對(duì)實(shí)施例1-3的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料材料的孔隙率，密度，吸聲性能和紅外圖譜等進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如圖表所示。

纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的紅外譜圖如圖1所示。
權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料，包括下列組分聚合物單體 80～99％(重量)纖維 1～20％(重量)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于將纖維和偶氮類引發(fā)劑加入聚合物單體中進(jìn)行本體聚合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于取纖維和偶氮類引發(fā)劑加入到聚合物單體中，先用磁力攪拌器攪拌，再用超聲波分散，同時(shí)水浴加熱至40～70℃聚合，在此溫度下聚合2～6小時(shí)，得到粘稠的液體，然后將此粘稠液體轉(zhuǎn)入模板中，升高到60～120℃聚合，得到纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于對(duì)纖維進(jìn)行表面處理將纖維置于甲苯中，超聲波分散后加入硅烷偶聯(lián)劑，回流反應(yīng)后提純備用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于對(duì)聚合物單體進(jìn)行預(yù)處理取聚合物單體用NaOH溶液洗滌，充分搖動(dòng)待完全分層后分離NaOH溶液層，再用蒸餾水洗滌，分離蒸餾水后加入無水硫酸鈉干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于聚合物單體是甲基丙烯酸甲酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于偶氮類引發(fā)劑包括偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料的制備方法其特征在于纖維包括玻璃纖維、碳纖維、木纖維。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料及其制備方法，采用在聚合物基體中直接加入經(jīng)表面處理的纖維和偶氮類引發(fā)劑，利用超聲波進(jìn)行分散，最后水浴加熱聚合。此類纖維增強(qiáng)發(fā)泡聚合物材料具有良好的吸聲性能和力學(xué)性能。
文檔編號(hào)C08K7/14GK1944500SQ200610032370
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者張平, 丁燕懷, 姜勇, 許福, 屈葉青 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)