一種合成pbo纖維復(fù)合材料的配方的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，由下述重量份的組分組成PBO纖維80份，鉍鋅復(fù)合催化劑0～0.5份，異氰酸酯12～36份，聚合物多元醇11～25份，除水劑0～2份，消泡劑0～1份，填料0～4份。通過(guò)以聚氨酯樹脂浸潤(rùn)PBO連續(xù)纖維得到復(fù)合纖維材料。本發(fā)明增強(qiáng)材料對(duì)PBO纖維浸潤(rùn)性好，固化時(shí)成型快，交聯(lián)度高，力學(xué)性能優(yōu)良。
【專利說(shuō)明】一種合成PBO纖維復(fù)合材料的配方
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子纖維復(fù)合材料的工藝配方，具體是一種合成PBO纖維復(fù)合材料的配方
【背景技術(shù)】
[0002]PBO (聚對(duì)苯撐苯并二惡唑)纖維是由PBO聚合物經(jīng)過(guò)液晶紡絲技術(shù)制得的高性能纖維，它有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如比強(qiáng)度高、比模量高、抗沖擊性、耐熱性好等。它的拉伸強(qiáng)度和模量約為Armoc (芳綸)纖維的兩倍。PBO纖維中含有鋼直性分子鏈，使其具有優(yōu)異的耐熱性，比Armoc纖維的耐熱溫度高100°C，是目前綜合性能最優(yōu)異的一種有機(jī)纖維。因此，PBO纖維成為航空航天以及民用先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料領(lǐng)域理想的增強(qiáng)材料。但是由于PBO纖維特有的微纖結(jié)構(gòu)，微纖之間通過(guò)以范德華力為主的次級(jí)化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)而成，這種弱的結(jié)合力導(dǎo)致PBO纖維在承載軸向壓縮應(yīng)力時(shí)易于屈曲變形而使微纖剝離破壞，使得其壓縮強(qiáng)度只有拉伸強(qiáng)度的15%左右，進(jìn)而制約了 PBO纖維在先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0003]由各種樹脂和高性能纖維拉擠復(fù)合而成復(fù)合纖維材料的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:
[0004]1、工藝簡(jiǎn)單高效，適合于高性能纖維復(fù)合材料的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0005]2、拉擠成型能最好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用。在大多數(shù)復(fù)合材料制造工藝中纖維是不連續(xù)的，這使纖維的增強(qiáng)效果大大減弱，但在拉擠中，纖維不僅連續(xù)而且充分展直，能盡大的展示復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)。
[0006]3、質(zhì)量均一。拉擠工藝工序少，時(shí)間短,操作技術(shù)和環(huán)境對(duì)制品質(zhì)量影響小，因此質(zhì)量穩(wěn)定性高。
[0007]傳統(tǒng)拉擠用樹脂有不飽和聚酯，環(huán)氧樹脂等，但各有不足。不飽和聚酯力學(xué)性能較差，不能應(yīng)用于一些力學(xué)性能要求高的場(chǎng)合，且固化劑為過(guò)氧化物，易燃易爆，加工具有一定的危險(xiǎn)性。環(huán)氧樹脂是高性能的樹脂，但其價(jià)格昂貴，固化速度緩慢，而且由于其交聯(lián)度過(guò)高，材料硬脆，抗壓性不足。PBO纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度一般只有140MPa左右。而采用聚氨酯增強(qiáng)PBO纖維的主要難點(diǎn)在于選擇合適的配方以及與之相應(yīng)的工藝，使得聚氨酯對(duì)PBO纖維包裹均勻，復(fù)合材料中的PBO纖維不遷移、不析出，達(dá)到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用拉擠工藝以及精心選擇配方，形成以聚氨酯樹脂為粘結(jié)增強(qiáng)材料的合成PBO纖維高強(qiáng)度復(fù)合材料。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0010]一種合成高性能PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特點(diǎn)在于，由以下重量份的組分組
成:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于，由以下重量份的組分組成:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯、液化MDI或者聚合MDI中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的聚合物多元醇為聚醚二元醇、聚醚三元醇、聚醚四元醇、聚酯二元醇或聚酯三元醇中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的聚醚二元醇和聚酯二元醇的分子量在500~2000，官能度為2，聚醚三元醇和聚酯三元醇的分子量為450~750，官能度為3，聚醚四元醇的分子量為600~900，官能度為4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的除水劑為噁唑烷類除水劑、碳二亞胺類除水劑或原甲酸三酯類除水劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的消泡劑為氟類消泡劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的填料為碳酸鈣、氫氧化鋁、高嶺土、膨潤(rùn)土、納米鈦白粉、滑石粉或粉末分子篩中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于:所述的PBO纖維的纖度為50~100g/km。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成PBO纖維復(fù)合材料的配方，其特征在于，由以下重量份的組分組成:
【文檔編號(hào)】C08L75/08GK103849145SQ201310714434
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】顧曉軍 申請(qǐng)人:上海珀理玫化學(xué)科技有限公司