一種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體的涉及一種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】：
[0002] 聚氨酯材料是一種介于橡膠和塑料之間的合成材料，具有高機械強度、化學惰性、 高耐磨、低溫性能、粘結(jié)性能和彈性良好等一系列優(yōu)異的性能，但其本身具有耐熱性差、軟 化和熱分解溫度低等缺點，隨著科技的發(fā)展和應(yīng)用的拓展，需對聚氨酯進行增強改性，提高 其性能。因此，致力于開發(fā)耐熱性能優(yōu)異的聚氨酯復(fù)合材料成為聚氨酯領(lǐng)域研究的重要課 題。
[0003] 碳纖維是一種含碳量高于90%的無機高分子纖維，具有高比強度、高比模量、耐高 溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，利用碳纖維的優(yōu)異性能，將 其作為增強材料加入到卷軸彈性體中，可以顯著提高復(fù)合材料的機械性能和耐熱性能，但 是碳纖維表面活性基團少，其與聚氨酯彈性體相容性差，制備得到的復(fù)合材料易于開裂，因 此，需對碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料進行改性，才能實現(xiàn)其更廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，其耐熱性好，耐高溫、耐 腐蝕性好，熱膨脹系數(shù)小，機械性能優(yōu)異。
[0005] 本發(fā)明的另一個目的是提供改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：
[0008] A 組分：
[0009] 聚酯多元醇30-50份，聚醚多元醇30-50份，
[0010] 碳纖維2-5份，空心玻璃微珠4-8份，
[0011] 交聯(lián)劑1-2份，穩(wěn)定劑2-3份；
[0012] B組份：
[0013]異氰酸酯20-30份，
[0014] 聚烯烴嵌段式共聚物OBCs 1.5-3份。
[0015] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，一種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，以重量份計，包括 以下組分：
[0016] A 組分：
[0017] 聚酯多元醇45份，聚醚多元醇30份，
[0018] 碳纖維2.5份，空心玻璃微珠5份，
[0019] 交聯(lián)劑2份，穩(wěn)定劑2.5份；
[0020] B 組份：
[0021]異氰酸酯30份，
[0022]聚烯烴嵌段式共聚物0BCs2份。
[0023]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述聚酯多元醇為聚己二酸乙二醇丙二醇酯多元醇、 苯酐聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚碳酸酯多元醇中的一種或多種混合。
[0024] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述聚醚多元醇為端氨基聚醚多元醇、6305聚醚多元 醇、低官能度聚醚多元醇中的一種或多種混合。
[0025] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述碳纖維的直徑為1_2μπι，長度為5-10μπι。
[0026] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述空心玻璃微珠的粒徑大小為20-30nm。
[0027] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述異氰酸酯為4，4 二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾 酮二異氰酸酯中的一種或多種混合。
[0028] 作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述交聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0029] -種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0030] (1)將聚酯多元醇、聚醚多元醇、碳纖維、空心玻璃微珠、交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑混合攪拌 均勻，在80_100°C下，超聲l_2h，得到組分A;
[0031] (2)將異氰酸酯、聚烯烴嵌段式共聚物OBCs混合均勻，在100-120°C下，超聲l_2h， 得到組分B;
[0032] (3)將組分A和組分B混合均勻，注入到模具中成型，得到改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合 材料。
[0033]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述超聲的功率為1000W。
[0034]本發(fā)明具有以下有益效果：
[0035] 聚烯烴嵌段式共聚物，可以有效提高復(fù)合材料的柔韌性和抗沖擊性能，碳纖維、空 心玻璃微珠在交聯(lián)劑的交聯(lián)下，可以穩(wěn)定分散在復(fù)合材料中，從而大大提高材料的韌性和 強度，制備得到的復(fù)合材料不易開裂，且該復(fù)合材料制備方法簡單，條件溫和，成本低。
【具體實施方式】：
[0036] 為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例只用于解 釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
[0037] 實施例1
[0038] -種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：
[0039] A 組分：
[0040] 聚酯多元醇30份，聚醚多元醇30份，
[0041 ]碳纖維2份，空心玻璃微珠4份，
[0042]交聯(lián)劑1份，穩(wěn)定劑2份；
[0043] B 組份：
[0044]異氰酸酯20份，
[0045] 聚烯烴嵌段式共聚物OBCsl. 5份。
[0046] 其制備方法包括以下步驟：
[0047] (1)將聚酯多元醇、聚醚多元醇、碳纖維、空心玻璃微珠、交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑混合攪拌 均勻，在80 °C下，超聲lh，得到組分A;
[0048] (2)將異氰酸酯、聚烯烴嵌段式共聚物OBCs混合均勻，在100°C下，超聲lh，得到組 分B;
[0049] (3)將組分A和組分B混合均勻，注入到模具中成型，得到改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合 材料。
[0050] 實施例2
[0051] -種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：
[0052] A 組分：
[0053] 聚酯多元醇50份，聚醚多元醇50份，
[0054]碳纖維5份，空心玻璃微珠8份，
[0055] 交聯(lián)劑2份，穩(wěn)定劑3份；
[0056] B 組份：
[0057]異氰酸酯30份，
[0058] 聚烯烴嵌段式共聚物OBCs 3份。
[0059]其制備方法包括以下步驟：
[0060] (1)將聚酯多元醇、聚醚多元醇、碳纖維、空心玻璃微珠、交聯(lián)劑和穩(wěn)定劑混合攪拌 均勻，在100 °C下，超聲2h，得到組分A;
[0061] (2)將異氰酸酯、聚烯烴嵌段式共聚物OBCs混合均勻，在120°C下，超聲2h，得到組 分B;
[0062] (3)將組分A和組分B混合均勻，注入到模具中成型，得到改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合 材料。
[0063] 實施例3
[0064] -種改性碳纖維/聚氨酯復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：
[0065] A 組分：
[0066] 聚酯多元醇35份，聚醚多元醇35份，
[0067]碳纖維3份，空心玻璃微珠5份，
[0068]交聯(lián)劑1.2份，穩(wěn)定劑2.2份；
[0069] B 組份：
[0070]異氰酸酯22份，
[0071] 聚烯烴嵌段式共聚物OBCs 1.8份。
[0072]其制備方法包括以下步驟：