專利名稱：連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是一種質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異、吸水性低以及耐腐蝕性優(yōu)良的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯泡沫塑料是一種應(yīng)用廣泛的工程材料，具有密度低，絕熱，隔音，耐化學(xué)腐蝕性能好等特點，得到工程界的普遍應(yīng)用。但是作為一種輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，由于聚氨酯泡沫的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度較低，在許多特殊的工作條件下達(dá)不到使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異、吸水性低以及耐腐蝕性優(yōu)良的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征是由下列重量份的原料組成羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇60-73份，羥值450-700mgK0H/g、官能度6-8的聚醚多元醇15-20份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇7-25份，勻泡劑O. 2-1. 8份，催化劑O. 2-0. 6份，阻燃劑12-25份，抗氧化劑O. 5-2份，發(fā)泡劑O. 2-1. 2份，異氰酸酯120-155份。所述異氰酸酯為多苯基多次甲基多異氰酸酯及改性異氰酸酯，NCO = 20-32%，反應(yīng)指數(shù)控制在105-125之間。連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，其特征是包括下列步驟按比例稱取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇、羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇、勻泡劑、催化劑、阻燃齊IJ、抗氧化劑、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在增強(qiáng)纖維表面，使其浸潰均勻，在模具中固化成型。連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，拉擠成型方法是按比例稱取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇、羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇、勻泡劑、催化劑、阻燃劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在連續(xù)的玻纖表面，使其浸潰均勻，通過層壓機(jī)，連續(xù)固化成型。本發(fā)明的效果是連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由下列重量份的原料組成羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇60-73份，羥值450_700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇15-20份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3之間聚酯多元醇7_25份，勻泡劑O. 2-1. 8份，催化劑O. 2-0. 6份，阻燃劑12-25份，抗氧化劑O. 5-2份，發(fā)泡劑O. 2-1. 2份，異氰酸酯120-155份。制造方法是將連續(xù)長纖維增強(qiáng)組分均勻澆注在連續(xù)玻璃纖維上，通過層壓機(jī)連續(xù)擠壓成型或模具成型。使連續(xù)的玻璃纖維紗周圍均質(zhì)的布滿聚氨酯樹脂。通過玻纖的使用，可以大幅提高聚氨酯泡沫的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，得到一種新型的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
配方中所選用的聚醚多元醇是制備聚氨酯泡沫的主要反應(yīng)原料，其羥值在350-700mgK0H/g,官能度在4_8之間。由于官能度高的聚醚多元醇粘度較大，與其他物料的互溶性較差，且制得的泡沫體脆性較大，因此一般選用混合聚醚。本發(fā)明選用聚醚多元醇為羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇和羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇，使其羥值、粘度、官能度在合適范圍。配方中所選用的聚酯多元醇是制備聚氨酯泡沫的主要反應(yīng)原料，其羥值在200-350mgK0H/g，官能度在2_3之間。采用聚酯多元醇,可使聚氨酯泡沫韌性增強(qiáng),泡孔更加均勻。一般與聚醚多元醇搭配使用。異氰酸酯是制備聚氨酯泡沫塑料的另一種主反應(yīng)原料，常用的有多苯基多次甲基多異氰酸酯及改性異氰酸酯。NCO = 20-32%，反應(yīng)指數(shù)控制在105-125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，合理的選擇催化劑，對泡沫的成型非常關(guān)鍵。常用的催化劑有兩類，即叔胺類和有機(jī)錫類，其中叔胺類催化劑主要催化發(fā)氣反應(yīng)，而有機(jī)錫類則剛好相反，主要催化鏈增長反應(yīng)。這兩類催化劑的搭配使用可獲得滿意的時間參數(shù)和催化效果。勻泡劑可以改變聚氨酯體系的表面張力，改善原料的混合性，調(diào)節(jié)泡孔大小與結(jié)構(gòu)，使最終制品泡孔均勻。聚氨酯泡沫的發(fā)泡劑，從環(huán)保角度講，不采用含氯含氟的物理發(fā)泡劑，而選用水作為化學(xué)發(fā)泡劑來使用。為提高材料的阻燃性采用反應(yīng)型阻燃劑和添加性磷酸酯復(fù)合使用。為提高材料的抗老化性能，配方中加入抗氧劑3060。制造方法中的增強(qiáng)材料為短玻纖、連續(xù)玻纖或其他纖維，重量比20-75%。本發(fā)明得到的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，具有質(zhì)量輕，力學(xué)性能優(yōu)異，吸水性低，耐腐蝕性優(yōu)良等顯著特點，可作為木材及其他承載結(jié)構(gòu)件的替代產(chǎn)品使用。下面結(jié)合不限定實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
具體實施例方式實施例I :連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由下列重量份的原料組成輕值350-450mgK0H/g、官能度4-5的聚醚多元醇65份，羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇15份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇20份，勻泡劑I. 2份，催化劑O. 3份，阻燃劑17份，抗氧化劑O. 6份，發(fā)泡劑O. 5份，異氰酸酯135份。連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，包括下列步驟按比例稱取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇、羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇、勻泡劑、催化劑、阻燃劑、抗氧化齊U、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在增強(qiáng)纖維表面，使其浸潰均勻，在模具中固化成型。連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，拉擠成型方法是按比例稱取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇、羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇、勻泡劑、催化劑、阻燃劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在連續(xù)的玻纖表面，使其浸潰均勻，通過層壓機(jī)，連續(xù)固化成型。實施例2 連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由下列重量份的原料組成輕值350_450mgK0H/g、官能度4-5的聚醚多元醇60份，羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇15份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇25份，勻泡劑I. 5份，催化劑O. 2份，阻燃劑15份，抗氧化劑I. 6份，發(fā)泡劑I. 2份，異氰酸酯130份。制造方法同實施例I。實施例3 連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由下列重量份的原料組成輕值350_450mgK0H/g、官能度4-5的聚醚多元醇70份，羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇20份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇10份，勻泡劑O. 8份，催化劑O. 35份，阻燃劑20份，抗氧化劑2份，發(fā)泡劑O. 8份，異氰酸酯140份。制造方法同實施例I。性能指標(biāo)不同玻纖含量材料性能參考
權(quán)利要求
1.連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征是由下列重量份的原料組成羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇60-73份，羥值450_700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇15-20份，羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3的聚酯多元醇7_25份，勻泡劑O.2-1. 8份，催化劑O. 2-0. 6份，阻燃劑12-25份，抗氧化劑O. 5-2份，發(fā)泡劑O. 2-1. 2份，異氰酸酯120-155份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其特征是所述異氰酸酯為多苯基多次甲基多異氰酸酯及改性異氰酸酯，NCO = 20-32%，反應(yīng)指數(shù)控制在105-125之間。
3.如權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，其特征是包括下列步驟按比例稱取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450-700mgK0H/g、官能度6_8的聚醚多元醇、羥值在200_350mgK0H/g、官能度在2_3之間聚酯多元醇、勻泡劑、催化劑、阻燃劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在增強(qiáng)纖維表面，使其浸潰均勻，在模具中固化成型。
4.如權(quán)利要求I或2所述的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法，拉擠成型方法是按比例秤取各原料，將羥值350-450mgK0H/g、官能度4_5的聚醚多元醇、羥值450_700mgK0H/g、官能度6-8的聚醚多元醇、羥值在200-350mgK0H/g、官能度在2_3之間聚酯多元醇、勻泡齊IJ、催化劑、阻燃劑、抗氧化劑、發(fā)泡劑和異氰酸酯，均勻混合，快速澆注在連續(xù)的玻纖表面，使其浸潰均勻，通過層壓機(jī)，連續(xù)固化成型。
全文摘要
一種質(zhì)量輕、力學(xué)性能優(yōu)異、吸水性低以及耐腐蝕性優(yōu)良的連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。技術(shù)方案是其特征是由下列重量份的原料組成羥值350-450mgKOH/g、官能度4-5的聚醚多元醇60-73份，羥值450-700mgKOH/g、官能度6-8的聚醚多元醇15-20份，羥值在200-350mgKOH/g、官能度在2-3的聚酯多元醇7-25份，勻泡劑0.2-1.8份，催化劑0.2-0.6份，阻燃劑12-25份，抗氧化劑0.5-2份，發(fā)泡劑0.2-1.2份，異氰酸酯120-155份。本發(fā)明還公開了連續(xù)長纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法。
文檔編號C08L75/06GK102617825SQ20121006873
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者吳如舟, 張凱, 李峰, 王遠(yuǎn)志 申請人:青島宇田化工有限公司