專利名稱：聚胺酯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚胺酯(PU)復(fù)合材料及其制備方法，尤指一種不僅可避免表面細(xì)孔的產(chǎn)生，還具有高強(qiáng)度的聚胺酯(PU)復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚胺酯(PU)主要是由二異氰酸酯(Diisocyanates)單體與羥基化合物聚合而得， 其應(yīng)用層面相當(dāng)廣泛，如涂料、汽車配件、合成皮和家具等，更因PU制品的隔熱隔音效果良好，而應(yīng)用于建筑隔音板和冷凍工業(yè)。經(jīng)發(fā)泡處理的PU則常應(yīng)用于坐墊、屋頂隔熱板、隔間墻和門板等。一般坐墊的制作，是在模具內(nèi)鋪設(shè)一聚氯乙烯(PVC)皮革，并以真空泵使該P(yáng)VC皮革緊貼模具內(nèi)表面，接著在模具內(nèi)灌注發(fā)泡PU以制備坐墊，然而，該坐墊為符合彈性及舒適性，此類產(chǎn)品不具備良好的剛性及強(qiáng)度。適合作為門板等硬質(zhì)產(chǎn)品的發(fā)泡PU復(fù)合材料，主要是在發(fā)泡PU中設(shè)置強(qiáng)化材料以提高產(chǎn)品強(qiáng)度。如圖4所示的公知PU復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及其制備方法的示意圖，主要是在模具40內(nèi)先放置強(qiáng)化材料45如木塊，接著在該模具40內(nèi)灌注發(fā)泡PU47，以制得PU復(fù)合材料。然而，為提升產(chǎn)品的強(qiáng)度，此種PU復(fù)合材料的成型過程使用高發(fā)泡密度的硬質(zhì)PU，這樣制得的PU復(fù)合材料表面會(huì)產(chǎn)生細(xì)孔48如針孔或氣泡孔或缺料，需要人工加以修補(bǔ)，因而無法提高生產(chǎn)速度，且即便后續(xù)進(jìn)行補(bǔ)土或粉飾等加工處理，仍難以達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求。因此，如何提供一種PU復(fù)合材料及其制備方法，既能避免表面細(xì)孔的產(chǎn)生，減少后續(xù)加工處理，又能維持產(chǎn)品強(qiáng)度及提高生產(chǎn)速度，實(shí)為一重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種聚胺酯(PU)復(fù)合材料的制備方法，其包括如下步驟提供一模具；于該模具的模腔內(nèi)形成皮層，其中，該皮層的硬度為shore D 40至70 ；以及，于該具有皮層的模腔內(nèi)，形成包覆有植入物的發(fā)泡體，其中，該發(fā)泡體是發(fā)泡PU，且該皮層的硬度大于該發(fā)泡體。在前述制備方法中，該包覆有植入物的發(fā)泡體的制備方法包括于該具有皮層的模具內(nèi)設(shè)置植入物，以及填充發(fā)泡PU ；或者，可先混合該植入物和制備PU的反應(yīng)物；以及于該具有皮層的模腔內(nèi)形成發(fā)泡PU。如果預(yù)先混合植入物和發(fā)泡PU，則通常該植入物是粉體或顆粒。此外，在前述制備方法中，可以噴涂或灌注方式形成0. 05至IOmm的皮層。根據(jù)前述的制備方法，本發(fā)明揭示一種PU復(fù)合材料，其包括植入物；包覆該植入物的發(fā)泡體，其中，該發(fā)泡體是發(fā)泡PU ；以及形成于該發(fā)泡體表面(發(fā)泡體的至少一表面) 上的皮層，其中，該皮層的硬度為Shore D 40至70，且該皮層的硬度大于該發(fā)泡體。該P(yáng)U復(fù)合材料中，該植入物是塊體、片體、粉體或顆粒。由于本發(fā)明的PU復(fù)合材料具有皮層及發(fā)泡體，因此，可將作為發(fā)泡體的發(fā)泡PU的密度降低至0. 05至0. 9g/cm3。
通常，該發(fā)泡體的硬度為shore A 70至95。此外，該皮層選自PU、聚脲或二者。在前述PU復(fù)合材料中，該皮層除了可僅形成于發(fā)泡體一側(cè)表面上外，該皮層可形成于該發(fā)泡體的兩相對(duì)表面上，或者該皮層包覆該發(fā)泡體所有表面。因此，本發(fā)明PU復(fù)合材料及其制備方法主要是先在模具內(nèi)形成質(zhì)地較硬的皮層， 而使用如PU或聚脲材質(zhì)作為皮層不僅可輕易制作出極真仿木質(zhì)地，后續(xù)形成的發(fā)泡體，也可采用密度較低的發(fā)泡PU，而不會(huì)降低最終產(chǎn)品的強(qiáng)度，再搭配植入物的置入，可維持甚至提高PU復(fù)合材料的強(qiáng)度。此外，先在模具內(nèi)形成皮層，更可避免產(chǎn)品表面產(chǎn)生細(xì)孔或裂痕， 無須進(jìn)行補(bǔ)土及磨平或粉飾等事倍功半的加工處理。


圖IA至IC是本發(fā)明PU復(fù)合材料及其制備方法的示意圖，其中，圖1B，是圖IB的立體示意圖；圖2是本發(fā)明PU復(fù)合材料第二實(shí)施例的示意圖；圖3是本發(fā)明PU復(fù)合材料第三實(shí)施例的示意圖；以及圖4是公知PU復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及其制備方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下是藉由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上、下”、“內(nèi)”及“一”等的用語，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。請(qǐng)參閱圖IA至1C，其為本發(fā)明的PU復(fù)合材料的制備方法的示意圖。如圖IA所示，提供一模具10，可包括上模IOa及下模IOb ；以及于該模具10的模腔IOc內(nèi)以噴涂或灌注方式形成皮層13。實(shí)際制作上可依不同需求在模具10的模腔IOc 內(nèi)的至少一表面形成皮層13，優(yōu)選在模具10內(nèi)兩兩相對(duì)表面形成皮層13，最優(yōu)選模具10 所有內(nèi)緣形成皮層13。通常，前述至少一表面是指最終產(chǎn)品須經(jīng)常接觸或受力的表面，于該表面形成皮層13可獲得較佳的外觀及機(jī)械強(qiáng)度。此外，該皮層是未發(fā)泡的PU，且該皮層的硬度為shore D 40至70。當(dāng)然，該皮層還可包括其它聚合物，例如聚脲。不過，仍優(yōu)選硬度為shore D 40至70的PU，且皮層的厚度為0. 05至10mm。如圖IB及1B’所示，于該具有皮層13的模腔IOc內(nèi)，形成包覆植入物15的發(fā)泡體17，其中，該發(fā)泡體17是發(fā)泡PU，且該發(fā)泡體17的硬度為shore A 70至95，以及該皮層13的硬度大于該發(fā)泡體17。而且，該發(fā)泡體17的硬度shore A優(yōu)選80至95，并更優(yōu)選 85至95。在本圖所示的實(shí)施方式中，首先于該具有皮層13的模具10內(nèi)設(shè)置植入物15 ；接著再填充發(fā)泡PU ；最后密合上模IOa及下模IOb即可得到本發(fā)明的PU復(fù)合材料。在此實(shí)施例中，模具具有支撐體19，以供該植入物15置于其上，使發(fā)泡體17得以包覆植入物15。 此外，體積較大的植入物的實(shí)例包括塊體及片體等，其中，該塊體及片體可具有各種外型， 不論實(shí)心、空心或其它結(jié)構(gòu)均可依據(jù)需求及應(yīng)用的產(chǎn)品而選擇，例如，可采用框架式或骨干式的植入物。本發(fā)明也未限制植入物的材質(zhì)，該植入物可為木材、壓合木材(中密度纖維板 (Medium Density Fiberboard，MDF))、塑料板、塑料發(fā)泡板、金屬、玻璃纖維或防火材料如石棉板。具體而言，若有輕量化的需求則可添加或增加玻璃纖維，而使用金屬植入物則具有防盜功能。在本發(fā)明中，發(fā)泡體主要是使用硬質(zhì)發(fā)泡PU，通常，其制備方法是在發(fā)泡劑如水的存在下，使如聚丙二醇的聚醚聚合物或聚酯聚合物、與聚異氰酸酯(polymeric isocyanates)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)期間產(chǎn)生二氧化碳則可得到硬質(zhì)PU發(fā)泡體。此外，其它可用于本發(fā)明的發(fā)泡PU及其制備方法，并不限于前述說明內(nèi)容，亦可選擇其它適合的硬質(zhì)發(fā)泡 PU。如圖IC所示，另一發(fā)泡體制備方法的實(shí)施方式中，若該植入物是粉體或顆粒等較細(xì)微的植入物，則先使該植入物15與制備PU的反應(yīng)物混合，即與聚醚聚合物或聚酯聚合物進(jìn)行混合后，再與聚異氰酸酯進(jìn)行混合，再灌注于該具有皮層13的模具10內(nèi)而填充，以形成PU發(fā)泡體17。透過前述方式制備的PU復(fù)合材料，其發(fā)泡體的密度可降低至0. 05至0. 9g/cm3。密度范圍優(yōu)選0. 08至0. 5g/cm3,更優(yōu)選0. 1至0. 3g/cm3。較低的密度有利于控制發(fā)泡PU在模具內(nèi)的填充狀況，并降低制作成本。最后自該模具中取出表面覆有皮層的發(fā)泡體即可得到本發(fā)明PU復(fù)合材料。如圖IC所示，依據(jù)前述制備方法，本發(fā)明還揭示一種PU復(fù)合材料，包括植入物 15 ；包覆該植入物15的發(fā)泡體17，其中，該發(fā)泡體17是發(fā)泡硬質(zhì)PU ；以及形成于該發(fā)泡體 17表面(發(fā)泡體17的至少一表面)上的皮層13，其中，該皮層的硬度為shore D 40至70， 且該皮層13的硬度大于該發(fā)泡體17。在本發(fā)明PU復(fù)合材料中，該植入物是塊體、片體、粉體或顆粒。該塊體及片體可具有各種外型，不論實(shí)心、空心或其它結(jié)構(gòu)均可依據(jù)需求及應(yīng)用的產(chǎn)品而選擇，例如，可采用框架式或骨干式的植入物。且本發(fā)明并未限制植入物的材質(zhì)，該植入物可為木材、壓合木材、塑料板、塑料發(fā)泡板、金屬、玻璃纖維或防火材料如石棉板。具體而言，若有輕量化的需求則可添加或增加玻璃纖維，而使用金屬植入物則具有防盜功能。參閱圖2，其顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例與前述實(shí)施例所揭露的的制備方法大致相同，主要差異是在模具內(nèi)緣兩相對(duì)表面上形成皮層。如圖所示，該植入物25可如前述實(shí)施例設(shè)置及變化，所得PU復(fù)合材料的該皮層23形成于該發(fā)泡體27的兩相對(duì)表面上。參閱圖3，其顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例的剖面示意圖。本實(shí)施例與前述實(shí)施例所揭露的的制備方法大致相同，主要差異是在模具內(nèi)緣所有表面上形成皮層。如圖所示，該植入物35可如前述實(shí)施例設(shè)置及變化，所得PU復(fù)合材料的該皮層33包覆該發(fā)泡體37所有表面。本發(fā)明的PU復(fù)合材料可應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如建材、家具、飾品、工具零件等，在建材方面可作為門板、隔板如隔間墻或隔音板以及仿木地板等，亦可作為各式家具，例如桌椅、床架或床板等。本發(fā)明PU復(fù)合材料及其制備方法主要是在模具內(nèi)先形成質(zhì)地較硬的皮層，而使用PU作為皮層不僅可輕易制作出極真仿木質(zhì)地，后續(xù)形成的發(fā)泡體也可采用密度較低的發(fā)泡PU，而不會(huì)降低最終產(chǎn)品的強(qiáng)度，且由于皮層與發(fā)泡體均具有PU材質(zhì)(或者皮層為聚脲)，因此，二者之間無需透過膠黏劑結(jié)合。再搭配植入物的置入，可維持甚至提高PU復(fù)合材料的強(qiáng)度。此外，先于模具內(nèi)形成皮層，更可避免產(chǎn)品表面產(chǎn)生細(xì)孔或裂痕，無須進(jìn)行補(bǔ)土及磨平或粉飾等事倍功半的加工處理。上述實(shí)施例僅在于例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與變化。 因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求所列。主要組件符號(hào)說明
10模具IOa上模
IOb下模13皮層
15植入物17發(fā)泡體
19支撐體23皮層
25植入物27發(fā)泡體
33皮層35植入物
37發(fā)泡體40模具
45強(qiáng)化材料47發(fā)泡PU
48細(xì)孔IOc模腔
權(quán)利要求
1.一種聚胺酯(PU)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟 提供一模具；于該模具的模腔內(nèi)形成皮層，其中，該皮層的硬度為Shore D 40至70 ； 以及于該具有皮層的模腔內(nèi)，形成有包覆植入物的發(fā)泡體，其中，該發(fā)泡體是發(fā)泡PU，且該皮層的硬度大于該發(fā)泡體。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，制備該包覆有植入物的發(fā)泡體的方法包括于該具有皮層的模腔內(nèi)設(shè)置植入物，以及填充發(fā)泡PU。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，制備該包覆植入物的發(fā)泡體的方法包括混合該植入物和制備PU的反應(yīng)物，以及于該具有皮層的模具內(nèi)形成發(fā)泡Pu。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其中，該植入物是粉體或顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該發(fā)泡體的密度為0.05至0. 9g/cm3。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該發(fā)泡體的硬度為shoreA 70至95。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該皮層選自PU、聚脲或二者。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該皮層的厚度為0.05至10mm。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該植入物是塊體、片體、粉體或顆粒。
10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，以噴涂或灌注方式形成皮層。
11.一種PU復(fù)合材料，包括 植入物；包覆所述植入物的發(fā)泡體，其中，所述發(fā)泡體是發(fā)泡PU ；以及形成于所述發(fā)泡體表面上的皮層，其中，所述皮層的硬度為shore D 40至70，且該皮層的硬度大于該發(fā)泡體。
12.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述植入物是塊體、片體、粉體或顆粒。
13.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述發(fā)泡體的密度為0.05至0. 9g/cm3。
14.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述發(fā)泡體的硬度為shoreA 70至95。
15.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述皮層選自PU、聚脲或二者。
16.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述皮層的厚度為0.05至10mm。
17.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述皮層形成于該發(fā)泡體的兩相對(duì)表面上。
18.如權(quán)利要求11所述的PU復(fù)合材料，其中，所述皮層包覆該發(fā)泡體所有表面。
全文摘要
一種聚胺酯(PU)復(fù)合材料及其制備方法，該方法包括提供一模具；于該模具的模腔內(nèi)形成皮層，其中，該皮層的硬度為shore D 40至70；以及，于該具有皮層的模具內(nèi)形成包覆有植入物的發(fā)泡體，其中，該發(fā)泡體是發(fā)泡PU以及該皮層的硬度大于該發(fā)泡體。本發(fā)明PU復(fù)合材料表面覆有皮層，不僅能避免表面細(xì)孔的產(chǎn)生，減少后續(xù)加工處理，還能維持及提高產(chǎn)品強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B29C70/28GK102371683SQ20101026067
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者李啟文, 郭添財(cái) 申請(qǐng)人:李啟文, 郭添財(cái)