專利名稱：一種硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚氨酯復(fù)合材料及其制備工藝，尤其是涉及一種硫酸鈣晶須改性 聚氨酯復(fù)合材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
從1937年德國(guó)拜耳公司首先用異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制得聚氨酯開始，到20世 紀(jì)50年代初聚氨酯實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)在聚氨酯已成為六大合成材料之一，其應(yīng)用范 圍居各種材料之首。它可以根據(jù)多種要求制成涂料、膠粘劑、反應(yīng)注塑鑄件、纖維、泡沫材 料、橡膠、熱塑性彈性體及生物醫(yī)用材料。聚氨酯具有諸多優(yōu)異的物理性能，但其強(qiáng)度不 高，耐熱、耐水等性能差，限制了進(jìn)一步的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有聚氨酯材料的不足，提供一種強(qiáng)度高，耐 熱、耐水性能好，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低的硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料及其制備工藝。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明之硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成聚氨酯(PU) 73 83份，直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須10 20份，偶聯(lián)劑1 3份，增塑劑1 5份， 潤(rùn)滑劑0. 5 1. 5份；
所述偶聯(lián)劑可為硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物； 所述增塑劑可為鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、環(huán)氧大豆油中的 一種或幾種的混合物；
所述潤(rùn)滑劑可為石蠟、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選的重量配比為聚氨酯78份，直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須15份，偶聯(lián)劑2 份，增塑劑4份，潤(rùn)滑劑1份。本發(fā)明之硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料的制備工藝，包括以下步驟
(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合5 15min (優(yōu)選lOmin)，得改性硫酸鈣晶須；
(2)將聚氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑加入到高速混合機(jī)中，混合3 7min (優(yōu)選5min)，得聚 氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑與改性硫酸鈣晶須的混合物；
(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度 150-160°C (優(yōu)選 155°C)，二區(qū)溫度 160-170°C (優(yōu)選 165°C)，三區(qū)溫度 170_180°C (優(yōu)選170°C)，四區(qū)溫度170-180°C (優(yōu)選175°C)，五區(qū)溫度180_190°C (優(yōu)選185°C)，六區(qū) 溫度180-190°C (優(yōu)選185°C)，七區(qū)溫度170-180°C (優(yōu)選170°C)，熔體溫度170-180°C (優(yōu) 選170°C)，機(jī)頭溫度170-180°C (優(yōu)選170°C)，停留時(shí)間3_5min (優(yōu)選5min)，壓力3_6MPa (優(yōu)選 3 MPa)；
(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射嘴溫度 170-180°C (優(yōu)選 180°C)，一段溫度 180_19(TC (優(yōu)選 190°C)，二段溫度 170_180°C (優(yōu)選 175°C)，注射壓力 90-1 IOMPa (優(yōu)選 100 MPa)。硫酸鈣晶須，又稱石膏晶須，是一種硫酸鈣的纖維狀單晶體。研究表明，本發(fā)明使 用之改性硫酸鈣晶須直徑為10 20μπι，其具有均勻的橫截面，完整的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這一特征 賦予其接近晶體理論值-原子間價(jià)鍵的強(qiáng)度。由于其具有極高的強(qiáng)度，細(xì)微的尺寸，易與PU 界面粘合，提高與基體的相容性和界面黏結(jié)力，當(dāng)受外力強(qiáng)迫取向時(shí)，PU中的殘余應(yīng)力能很 好地傳遞給硫酸鈣晶須，從而提高PU復(fù)合材料的強(qiáng)度。由于硫酸鈣晶須為無機(jī)物，以微米 級(jí)的形式在PU基體中均勻分布，不易團(tuán)聚，從而提高復(fù)合材料的耐熱、耐水性能，使復(fù)合材 料性能穩(wěn)定。本發(fā)明之硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料，強(qiáng)度高，耐熱、耐水性能好，制備工藝 簡(jiǎn)單，成本低，特別適于制作汽車儀表板、冰箱、機(jī)械產(chǎn)品等的外殼以及作為防水涂料使用。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
本實(shí)施例硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成聚氨酯83份， 直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須10份，硅烷偶聯(lián)劑2份，增塑劑DBP 4份，潤(rùn)滑劑石蠟1份。制備方法
(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和硅烷偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合lOmin， 得改性硫酸鈣晶須；
(2)將聚氨酯、增塑劑DBP、潤(rùn)滑劑石蠟加入到高速混合機(jī)中，混合5min，得聚氨酯、增 塑劑DBP、潤(rùn)滑劑石蠟與改性硫酸鈣晶須的混合物；
(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度155°C，二區(qū)溫度165°C，三區(qū)溫度170°C，四區(qū)溫度175°C，五區(qū)溫度185°C，六區(qū)溫度 185°C，七區(qū)溫度170°C，熔體溫度170°C，機(jī)頭溫度170°C，停留時(shí)間5min，壓力3MPa ；
(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射 嘴溫度180°C，一段溫度190°C，二段溫度175°C，注射壓力lOOMPa。本實(shí)施例產(chǎn)品性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果見表1。實(shí)施例2:
本實(shí)施例硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成聚氨酯78份， 直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須15份，馬來酸酐2份，增塑劑DOP 4份，潤(rùn)滑劑硬脂酸1份。制備方法
(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和馬來酸酐加入到高速混合機(jī)中，混合lOmin，得 改性硫酸鈣晶須；
(2)將聚氨酯、增塑劑D0P、潤(rùn)滑劑硬脂酸加入到高速混合機(jī)中，混合5min，得聚氨酯、 增塑劑D0P、潤(rùn)滑劑硬脂酸與改性硫酸鈣晶須的混合物；
(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度155°C，二區(qū)溫度165°C，三區(qū)溫度170°C，四區(qū)溫度175°C，五區(qū)溫度185°C，六區(qū)溫度 185°C，七區(qū)溫度170°C，熔體溫度170°C，機(jī)頭溫度170°C，停留時(shí)間5min，壓力3MPa ；(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射 嘴溫度180°C，一段溫度190°C，二段溫度175°C，注射壓力lOOMPa。本實(shí)施例產(chǎn)品性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果見表1。實(shí)施例3:
本實(shí)施例硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成聚氨酯73份， 直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須20份，鋁酸酯偶聯(lián)劑2份，增塑劑環(huán)氧大豆油4份，潤(rùn)滑劑 硬脂酸丁酯1份。制備方法
(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和鋁酸酯偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合 lOmin，得改性硫酸鈣晶須；
(2)將聚氨酯、增塑劑環(huán)氧大豆油、潤(rùn)滑劑硬脂酸丁酯加入到高速混合機(jī)中，混合5 min,得聚氨酯、增塑劑環(huán)氧大豆油、潤(rùn)滑劑硬脂酸丁酯與改性硫酸鈣晶須的混合物；
(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度155°C，二區(qū)溫度165°C，三區(qū)溫度170°C，四區(qū)溫度175°C，五區(qū)溫度185°C，六區(qū)溫度 185°C，七區(qū)溫度170°C，熔體溫度170°C，機(jī)頭溫度170°C，停留時(shí)間5min，壓力3MPa ；
(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射 嘴溫度180°C，一段溫度190°C，二段溫度175°C，注射壓力lOOMPa。本實(shí)施例產(chǎn)品性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果見表1。
權(quán)利要求
1.一種硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料制成 聚氨酯73 83份，直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須10 20份，偶聯(lián)劑1 3份，增塑劑 1 5份，潤(rùn)滑劑0.5 1.5份；所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、馬來酸酐、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物；所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、環(huán)氧大豆油中的一種或幾種的 混合物；所述潤(rùn)滑劑為石蠟、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺中的一種或幾種的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料，其特征在于，由以下重量 份數(shù)的原料制成聚氨酯78份，直徑10 20 μ m的硫酸鈣晶須15份，偶聯(lián)劑2份，增塑劑 4份，潤(rùn)滑劑1份。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料的制備工藝，其特征 在于，包括以下步驟(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合5 15min， 得改性硫酸鈣晶須；(2)將聚氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑加入到高速混合機(jī)中，混合3 7min，得聚氨酯、增塑 劑、潤(rùn)滑劑與改性硫酸鈣晶須的混合物；(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度150-160°C，二區(qū)溫度160-170°C，三區(qū)溫度170_180°C，四區(qū)溫度170_180°C，五區(qū)溫 度180-190°C，六區(qū)溫度180-190°C，七區(qū)溫度170-180°C，熔體溫度170-180°C，機(jī)頭溫度 170-180°C，停留時(shí)間 3-5min，壓力 3_6MPa ；(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射 嘴溫度 170-180°C，一段溫度 180-190°C，二段溫度 170_180°C，注射壓力 90_110MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于， 包括以下步驟(1)將直徑10 20μ m的硫酸鈣晶須和偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合lOmin，得改 性硫酸鈣晶須；(2)將聚氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑加入到高速混合機(jī)中，混合5min，得聚氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑 劑與改性硫酸鈣晶須的混合物；(3)將步驟(2)所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒，工藝參數(shù)如下一 區(qū)溫度155°C，二區(qū)溫度165°C，三區(qū)溫度170°C，四區(qū)溫度175°C，五區(qū)溫度185°C，六區(qū)溫度 185°C，七區(qū)溫度170°C，熔體溫度170°C，機(jī)頭溫度170°C，停留時(shí)間5min，壓力3MPa ；(4)將步驟(3)所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型，注塑工藝參數(shù)如下射 嘴溫度180°C，一段溫度190°C，二段溫度175°C，注射壓力lOOMPa。
全文摘要
一種硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料及其制備工藝，該復(fù)合材料由以下重量份數(shù)的原料制成聚氨酯73～83份，直徑10～20μm的硫酸鈣晶須10～20份，偶聯(lián)劑1～3份，增塑劑1～5份，潤(rùn)滑劑0.5～1.5份。其制備方法是，將硫酸鈣晶須和偶聯(lián)劑加入到高速混合機(jī)中，混合5～15min；再將聚氨酯、增塑劑、潤(rùn)滑劑加入到高速混合機(jī)中，混合3～7min；將所得混合物在同向平行雙螺桿擠出機(jī)中擠出，造粒；將所得粒料在同向平行雙螺桿注塑機(jī)中注塑成型。本發(fā)明之硫酸鈣晶須改性聚氨酯復(fù)合材料，強(qiáng)度高，耐熱、耐水性能好，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低；特別適于制作汽車儀表板、冰箱、機(jī)械產(chǎn)品等的外殼以及作為防水涂料使用。
文檔編號(hào)C08K5/01GK102134389SQ20111011358
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者付桃梅, 劉珍如, 劉立文, 寧勇, 楊志強(qiáng), 魯紀(jì)鳴 申請(qǐng)人:劉立文