專利名稱：：一種短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種泡沫材料，具體指一種短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，同時(shí)還涉及該材料的制備方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：自上世紀(jì)70年代末注模成型工藝出現(xiàn)后，對(duì)纖維增強(qiáng)泡沫這種材料的研究得到了迅速發(fā)展。與普通泡沫相比，纖維增強(qiáng)泡沫具有更好的力學(xué)性能。例如，明顯改善了原來(lái)材料的強(qiáng)度、蠕變阻尼、變形、熱扭曲溫度等性能，使得纖維增強(qiáng)泡沫板材和模塑制品在航空、航天和各種軍用、民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，有的可用作建筑材料墻板、屋頂部件等，有的可用在汽車、飛機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)器材上，如槳葉、雪橇等。另外，纖維增強(qiáng)復(fù)合泡沬有的還可用于深海工具、阻燃、隔熱、吸音和緩沖吸能等領(lǐng)域。因此，人們?yōu)榱烁玫乩镁郯敝菽牧?，往往添加增?qiáng)物質(zhì)到聚氨脂泡沫材料，加強(qiáng)其力學(xué)性能，使之能更好地為工程領(lǐng)域所利用，這是材料領(lǐng)域的一個(gè)新的趨勢(shì)?，F(xiàn)有技術(shù)公開的增強(qiáng)物質(zhì)主要有玻璃纖維、玻璃微珠、天然纖維、植物纖維等，如發(fā)明創(chuàng)造名稱為"植物纖維增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯結(jié)構(gòu)泡沫復(fù)合材料及其制備工藝"、專利號(hào)為"200510019078.9"的中國(guó)發(fā)明專利就公開了一種添加植物纖維作為增強(qiáng)物質(zhì)的泡沫復(fù)合材料，而發(fā)明創(chuàng)造名稱為"玻璃纖維增強(qiáng)的聚氨酯/聚異氰脲酸酯泡沫塑料"、專利號(hào)為"200610058849.X"的中國(guó)發(fā)明專利則公開了一種玻璃纖維作為增強(qiáng)物質(zhì)的泡沫塑料，這些制品的性能在某一方面得到了一定程度的改善，具有進(jìn)步性，但就彎曲斷裂力而言，卻未見相關(guān)的報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種彎曲斷裂力顯著提高的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該材料的一種制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，它由如下質(zhì)量份數(shù)的組分發(fā)泡而成，復(fù)合聚醚多元醇100復(fù)合發(fā)泡劑810硅油1.52復(fù)合催化劑22.3粗MDI指數(shù)11.5水0.10.2《6mm的聚丙烯短纖維320。如果需要具有阻燃效果，所述組分中也可以包括有適量的阻燃劑。上述材料的制備方法為，a)首先將復(fù)合聚醚多元醇、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、水和復(fù)合催化劑均勻混合形成A組料，粗MDI為B組料，并使A組料和B組料保持15-25。C的料溫；如果組分中包括有阻燃劑，那么A組料中也包括阻燃劑；(2)然后將聚丙烯短纖維與A組料一起攪拌均勻；(3)發(fā)泡時(shí)，最后將B組料倒入第二步所得的混合液中一起攪拌均勻至呈乳白色為止，立即倒入發(fā)泡模具中密閉發(fā)泡即得所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，模具溫度為40-45°C，脫模時(shí)間為15-30min。相比現(xiàn)有技術(shù)，本材料以聚丙烯短纖維為增強(qiáng)物質(zhì)，聚丙烯短纖維價(jià)廉易得。實(shí)驗(yàn)表明，這種材料具有良好的力學(xué)性能，彎曲斷裂力顯著提高，彎曲斷裂力從傳統(tǒng)的最低70N可增加到160N，抗沖擊力大為增強(qiáng)。同時(shí)，本短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料制備簡(jiǎn)單，方便。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。本發(fā)明從眾多的短纖維和聚氨脂泡沬配方中篩選了廉價(jià)的聚丙烯短纖維和一種硬質(zhì)聚氨脂泡沬配方，合成了一種新型的復(fù)合材料短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沬材料，其原料組分有八種復(fù)合聚醚多元醇、水、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、復(fù)合催化劑、阻燃劑、粗MDI和聚丙烯短纖維。MDI即二苯基甲垸二異氰酸脂，它是生產(chǎn)聚氨酯的重要原料，聚氨酯是一種用途廣泛的聚合物，可用于汽車工業(yè)、建筑業(yè)以及電冰箱等家電行業(yè)。上述八種原料的質(zhì)量份數(shù)為，如果以復(fù)合聚醚多元醇為配料基數(shù)，以100計(jì)的話，那么其余七種組分的質(zhì)量份數(shù)為復(fù)合發(fā)泡劑810阻燃劑適量硅油1.52復(fù)合催化劑22.3粗MDI指數(shù)11.5水0.10.2《6mm的聚丙烯短纖維320。粗MDI指數(shù)為11.5，是相對(duì)復(fù)合聚醚多元醇的克分子數(shù)，即粗MDI質(zhì)量份數(shù)為100到150。聚丙烯短纖維經(jīng)過(guò)預(yù)處理由江蘇射陽(yáng)縣強(qiáng)勁纖維有限公司提供，斷裂強(qiáng)度為^350Mpa，斷裂伸長(zhǎng)度15%-20%,初始彈性模量》3500Mpa，長(zhǎng)度3腿。上述質(zhì)量份數(shù)一個(gè)比較優(yōu)化的例子為復(fù)合聚醚多元醇100復(fù)合發(fā)泡劑9阻燃劑適量硅油2復(fù)合催化劑2.1粗MDI指數(shù)1.2水0.15《6隱的聚丙烯短纖維12。上述材料的制備方法為，(1)首先將復(fù)合聚醚多元醇、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、水和復(fù)合催化劑均勻混合形成A組料，粗MDI為B組料，并使A組料和B組料保持15-25"C的料溫；如果組分中包括有阻燃劑，那么A組料中也包括阻燃劑；(2)然后將聚丙烯短纖維與A組料一起攪拌均勻，聚丙烯短纖維經(jīng)過(guò)預(yù)處理與A組料吻合極好；(3)發(fā)泡時(shí)，最后將B組料倒入第二步所得的混合液中一起攪拌均勻至呈乳白色為止，立即倒入發(fā)泡模具中密閉發(fā)泡即得所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，模具溫度為40-45。C，脫模時(shí)間為15-30min。性能測(cè)試由兵器工業(yè)包裝質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)120392，依據(jù)GB/T8812-1988，GB/T8813-1988對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如下表樣品密度基本相同，聚丙烯短纖維長(zhǎng)3mm，括號(hào)中的百分?jǐn)?shù)為纖維在A組料中的比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從上表可看出增強(qiáng)聚氨酯泡沬彎曲斷裂力提高，且顯著。結(jié)果與討論彎曲斷裂力顯著提高，并且彎曲斷裂力最優(yōu)區(qū)域?yàn)榛w的10%聚丙烯短纖維附近，其他性能無(wú)顯著變化，若樣品用聚丙烯短纖維增強(qiáng)超出10%較多，所得樣品顯著松散、破脆。顯然在同類材料應(yīng)用中，關(guān)于對(duì)抗彎曲負(fù)荷要求，由使用這樣的增強(qiáng)泡沫能大大節(jié)省材料。權(quán)利要求1.一種短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，其特征在于它由如下質(zhì)量份數(shù)的組分發(fā)泡而成，復(fù)合聚醚多元醇100復(fù)合發(fā)泡劑8～10硅油1.5～2復(fù)合催化劑2～2.3粗MDI指數(shù)1～1.5水0.1～0.2≤6mm的聚丙烯短纖維3～20。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，其特征在于所述組分的質(zhì)量份數(shù)為，復(fù)合聚醚多元醇100復(fù)合發(fā)泡劑9硅油2復(fù)合催化劑2.1粗MDI指數(shù)1.2水0.15《6mm的聚丙烯短纖維12。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，所述組分中包括有適量的阻燃劑。4、如權(quán)利要求1或2所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料的制備方法，其特征在于其制備步驟為，(1)首先將復(fù)合聚醚多元醇、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、水和復(fù)合催化劑均勻混合形成A組料，粗MDI為B組料，并使A組料和B組料保持15-25。C的料溫；(2)然后將聚丙烯短纖維與A組料一起攪拌均勻；(3)發(fā)泡時(shí)，最后將B組料倒入第二步所得的混合液中一起攪拌均勻至呈乳白色為止，立即倒入發(fā)泡模具中密閉發(fā)泡即得所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，模具溫度為40-45。C，脫模時(shí)間為15-30min。5、如權(quán)利要求3所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料的制備方法，其特征在于其制備步驟為，(l)首先將復(fù)合聚醚多元醇、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、水、阻燃劑和復(fù)合催化劑均勻混合形成A組料，粗MDI為B組料，并使A組料和B組料保持15-25'C的料溫；(2)然后將聚丙烯短纖維與A組料一起攪拌均勻；(3)發(fā)泡時(shí)，最后將B組料倒入第二步所得的混合液中一起攪拌均勻至呈乳白色為止，立即倒入發(fā)泡模具中密閉發(fā)泡即得所述的短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，模具溫度為40-45°C，脫模時(shí)間為15-30min。全文摘要本發(fā)明公開了一種短纖維增強(qiáng)聚氨脂泡沫材料，其原料組分有復(fù)合聚醚多元醇、水、復(fù)合發(fā)泡劑、硅油、復(fù)合催化劑、阻燃劑、粗MDI和聚丙烯短纖維。用以上配方得出兩組液體A組料、B組料。這過(guò)程中先將短纖維與A組料一起攪拌均勻，發(fā)泡時(shí)，然后將B組料倒入A組料中一起攪拌均勻至呈乳白色為止，立即倒入模具密閉進(jìn)行發(fā)泡獲得增強(qiáng)聚氨酯泡沫。本材料具有良好的力學(xué)性能，彎曲斷裂力顯著提高。文檔編號(hào)B29B7/00GK101275012SQ200810069668公開日2008年10月1日申請(qǐng)日期2008年5月13日優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日發(fā)明者永吳申請(qǐng)人:重慶工學(xué)院