專利名稱：：一種聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于高分子材料
技術領域：
，一種聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法。
背景技術：
：聚氨酯泡沬塑料是一種應用廣泛的工程材料，具有相對密度低，比模量、比強度高，以及較好的絕熱、隔音、耐化學腐蝕性能，受到工程界的普遍重視。作為一種理想的輕質結構材料，它廣泛用于航空結構件、航海結構件及體育運動器材等方面；作為一種很好的能量吸收材料，它經常用作各種防撞緩沖包裝或襯墊材料等，但由于聚氨酯泡沫塑料強度較低，在許多特殊的工作條件下達不到使用要求，所以很多研究工作者都開展了對聚氨酯泡沫塑料增強改性的研究，從增強填料發(fā)展歷史來看，玻璃纖維一直是增強聚氨酯體系的主要研究對象，且通常是采用短切玻璃纖維增強聚氨酯泡沫，如《高分子材料科學與工程》2001年第17巻第3期中，王建華等用不同長度包括3mm、6mm、9mm、12mm的短切玻璃纖維來增強聚氨酯泡沫，發(fā)現(xiàn)隨著纖維長度的增加，泡沫的壓縮模量和壓縮強度呈遞增趨勢；《化工生產與技術》2002年第9巻第1期中，王偉力分別用5%、10%、15%的3mm長玻璃纖維增強密度為195kg/mS聚氨酯泡沫，得到的泡沫材料的壓縮模量由純泡沫的44.8MPa依次增加到55.2MPa、59.9MPa、69.3MPa;《復合材料學報》2005年第22巻第5期中，盧子興等人通過靜態(tài)、動態(tài)壓縮實驗得到了玻璃纖維增強聚氨酯泡沫塑料的應力-應變曲線，發(fā)現(xiàn)玻璃纖維不僅提髙了增強泡沫塑料的彈性模量，也提髙了材料的強度。由此可見，短切玻璃纖維增強聚氨酯泡沫效果明顯，但利用連續(xù)纖維增強聚氨酯泡沫塑料，國內尚未見報道。
發(fā)明內容為了增強聚氨酯泡沫塑料的強度，本發(fā)明的目的是提供一種聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法，利用連續(xù)纖維的制備，以增強聚氨酯泡沫塑料綜合性能，使其可以替代木材，所獲得的材料廣泛用于艦船艙室門、隔板、鐵路枕木、卡車車廂及土木建筑材料等
技術領域：
，所得制品質量輕，性能穩(wěn)定，界面均勻,力學性能優(yōu)良，耐腐蝕性良好。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案所述的聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法，其原材料配方以質量份:聚醚多元醇18090聚醚多元醇21020催化劑0.010.03硬泡硅油0.52發(fā)泡劑0.20.5阻燃劑520防老劑0.10.2異氡酸酯115150增強材料230300所述的聚氨酯泡沬塑料的纖維增強改性的制作成型工藝，采用模壓成型或拉擠成型的工藝方法-1、模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫周化成型；2、拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。由于采用如上所述技術方案，本發(fā)明依據于如下的配比原理，產生如下的積極效果配方中所用的聚醚多元醇是制備聚氨酯泡沬的主反應原料，聚醚多元醇應滿足羥值400700mgK0H/g，官能團在48之間，但由于官能度高的聚醚多元醇，粘度較大，與其它物料的互溶性較差，并且制得的泡沫體脆性大，因此需采用混合聚醚。本發(fā)明選用高官能度和低官能度聚醚多元醇的系列產品，如4110系列、3031系列作為試驗原料，二者的比例保持在8090:2010之間。異氰酸酯是制備聚氨酯泡沬的另一種主反應原料，常用的有多苯基多次甲基多異氰酸酯、粗制甲苯二異氰酸酯和精制甲苯二異銀酸酯，可選用5005、M-200、PM-200進行試驗，TDI指數(shù)控制在110130之間。聚氨酯泡沫在成型過程中，催化劑是一個很重要的因素，合理選擇催化劑是研究的主要內容，常用的催化劑有兩類，即叔胺類和有機錫類，其中有機錫類化合物在催化NCO-OH之間的反應比催化NCO-H20之間的反應要強得多，凝膠時間短，而叔胺類正好相反，為了增長樹脂的起發(fā)時間，選擇叔胺類化合物比較合適，試驗中選用三乙胺、三乙醇胺、三乙烯二胺等胺類化合物作為催化劑，催化劑的量為聚醚多元醇總量的0.010.03份。在聚氨酯泡沫的發(fā)泡過程中，泡沫穩(wěn)定劑能改變體系的表面張力，改善原料的混合性，并能調節(jié)泡孔大小與結構，試驗中選用適合硬質泡沫的有機硅穩(wěn)定劑，使得制品泡孔均勻，性能良好。硬質聚氨酯泡沫的發(fā)泡劑，常用的有含氯含氟的烴類化合物和二氧化碳，其中二氧化碳是異氰酸酯和水起化學反應生成的。從環(huán)保角度及價格因素、材料來源考慮，選用水作為發(fā)泡劑可滿足環(huán)保要求，經濟實用。因為制備的泡沫體中含有大量的增強纖維，可以吸收反應過程中的部分反應熱，不會引起泡沫體燒心現(xiàn)象。為提高聚氨酯泡沫的耐燃性，試驗中對阻燃劑的種類和用量進行研究，在不影響材料性能的前提下，可選用有機鹵代磷酸酯為阻燃劑，使材料的氧指數(shù)達到2628%。試驗中加入對聚氨酯泡沫防老化作用效果明顯的光穩(wěn)定劑UV-9和抗氧劑2246。增強材料也是制備本發(fā)明材料的主要原料，它對最終制品的力學性能影響很大，且不同品種增強纖維存在較大價差。本試驗選用E型普通無捻粗紗作為聚氨酯泡沫塑料的增強材料。本發(fā)明用連續(xù)纖維增強聚氨酯泡沫塑料，所得制品質量輕，性能穩(wěn)定，界面均勻，力學性能優(yōu)良，耐腐蝕性良好，在一定領域內，可作為木材的替代產口口o其性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具體實施方式一聚醚多元醇l80，聚醚多元醇220，催化劑0.01，硬泡硅油l，發(fā)泡劑0.35，阻燃劑5，防老劑O.l，異氰酸酯120，增強材料230，采用模壓成型或拉擠成型的工藝1、模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫固化成型；2、拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。具體實施方式二聚醚多元醇l85，聚醃多元醇215，催化劑0.01，硬泡硅油1,發(fā)泡劑0.30，阻燃劑IO,防老劑O.l，異氰酸酯130，增強材料240,采用模壓成型或拉擠成型的方法，具體方法為1、模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫固化成型；2、拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。具體實施方式三聚醚多元醇l90，聚醚多元醇210，催化劑O.Ol，硬泡硅油1.5，發(fā)泡劑0.25，阻燃劑15，防老劑O.l，異氟酸酯150,增強材料265，采用模壓成型或拉擠成型的方法，具體方法為1、模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫固化成型；2、拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。權利要求1、一種聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法，其特征在于其聚氨酯泡沫塑料原材料中加入的原料配方以質量份數(shù)％聚醚多元醇180～90聚醚多元醇210～20催化劑0.01～0.03硬泡硅油0.5～2發(fā)泡劑0.2～0.5阻燃劑5～20防老劑0.1～0.2異氰酸酯115～150增強材料230～3002、如權利要求1所述的聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法，其制作成型工藝，采用模壓成型或拉擠成型的工藝方法1、模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫固化成型；2、拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。全文摘要一種聚氨酯泡沫塑料的纖維增強改性方法，其聚氨酯泡沫塑料原材料中加入的原料配方聚醚多元醇180～90；聚醚多元醇210～20；催化劑0.01～0.03；硬泡硅油0.5～2；發(fā)泡劑0.2～0.5；阻燃劑5～20；防老劑0.1～0.2；異氰酸酯115～150；增強材料230～300。模壓成型是將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在增強纖維表面，浸漬均勻，放入模具中室溫固化成型；拉擠成型是利用拉擠設備進行，將配方中的各組分混合均勻后，以較快的速度噴涂在以一定速度運行的增強纖維表面，浸漬均勻后進入模腔發(fā)泡、固化、成型。文檔編號C08L75/00GK101191010SQ20061012824公開日2008年6月4日申請日期2006年11月20日優(yōu)先權日2006年11月20日發(fā)明者喬冬平,史俊虎,張建設申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所