一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料。
【背景技術(shù)】
[0002]高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料是一種較好的原材料，應(yīng)用于沙發(fā)、床墊、鞋材、高檔家具等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來越重要的作用。但是高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料柔韌度較差，在特殊行業(yè)達(dá)不到要求，碳纖維表面親水，表面具有較高的活性，韌性好，但是與其他物料的界面相容性較差，一定程度上降低了發(fā)泡塑料的力學(xué)機(jī)械性能，使碳纖維的優(yōu)良性質(zhì)不能得到充分發(fā)揮，如何制備一種韌性好，力學(xué)性能優(yōu)異的聚氨酯發(fā)泡塑料成為目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料，韌性、耐熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能優(yōu)異。
[0004]本發(fā)明提出的一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料，其原料按重量份包括:聚醚二胺30-45份，聚氨酯25-35份，三(2-氯乙基)磷酸酯10-16份，微晶石蠟0.5-1.8份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂1-3份，無機(jī)中空微球30-40份，改性碳纖維20-25份，槽法炭黑20-30份，磷酸甲苯二苯酯1-2份，水溶性硅油0.5-1.5份，發(fā)泡劑0.5-1份，氯化聚乙烯蠟1-2份，硫代雙酚抗氧劑0.5-1.5份；其中發(fā)泡劑按重量份包括:1_氯_3，3，3-三氟丙烯20-24份，1，1，I，3-四氟丙稀1-2份和戊燒1-3份；
[0005]在改性碳纖維的制備過程中，將碳纖維置于烘箱內(nèi)烘干，置于耐輻照的金屬鋁泊內(nèi)，真空狀態(tài)下進(jìn)行γ-射線輻照處理，漂洗干凈，室溫自然晾干得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入乙醇溶液超聲分散，置于反應(yīng)器中，水浴攪拌，繼續(xù)加入鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，繼續(xù)加入硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后微波處理，冷卻，過濾，無水乙醇洗滌，蒸餾水洗滌，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纖維。
[0006]優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過程中，按重量份稱取2-4份碳纖維，碳纖維的長度為2-6mm，置于70-80°C烘箱內(nèi)烘干，然后置于耐輻照的金屬鋁泊內(nèi)，真空狀態(tài)下進(jìn)行γ-射線輻照處理，輻照劑量為70-75kGy，漂洗干凈，室溫自然晾干得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入20-24份濃度為90-95%乙醇溶液超聲分散20_40min，置于反應(yīng)器中，95_98°C水浴攪拌30-50min,繼續(xù)加入0.5-1.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑混合20_28min，繼續(xù)加入1-1.8份硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后微波處理，首先微波功率為400-450W，微波時間為2-7min，增大微波功率至470-520W，微波時間為5-9min，增大微波功率至550-600W，微波時間為l_3min，增大微波功率至650-700W，微波時間為l-2min，冷卻，過濾，無水乙醇洗滌2_4次，蒸餾水洗滌2_4次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纖維。
[0007]優(yōu)選地，聚醚二胺與聚氨酯的重量比為40-44:30_33。
[0008]優(yōu)選地，聚醚二胺與改性碳纖維的重量比為40-44:22-24。
[0009]優(yōu)選地，聚醚二胺與發(fā)泡劑的重量比為40-44:0.6-0.8。
[0010]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚醚二胺40-44份，聚氨酯30-33份，三(2-氯乙基)磷酸酯12-14份，微晶石蠟1-1.6份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂1.5-2份，無機(jī)中空微球36-38份，改性碳纖維22-24份，槽法炭黑24-26份，磷酸甲苯二苯酯1.4-1.8份，水溶性硅油0.8-1.2份，發(fā)泡劑0.6-0.8份，氯化聚乙烯蠟1.2-1.6份，硫代雙酚抗氧劑0.8-1份。
[0011]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:聚醚二胺414份，聚氨酯32份，三(2-氯乙基)磷酸酯13份，微晶石蠟1.5份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂1.8份，無機(jī)中空微球37份，改性碳纖維23份，槽法炭黑25份，磷酸甲苯二苯酯1.6份，水溶性硅油1.1份，發(fā)泡劑0.75份，氯化聚乙稀錯1.4份，硫代雙酸抗氧劑0.9份。
[0012]優(yōu)選地，在改性碳纖維的制備過程中，按重量份稱取3.5份碳纖維，碳纖維的長度為2-6_，置于78°C烘箱內(nèi)烘干，然后置于耐輻照的金屬鋁泊內(nèi)，真空狀態(tài)下進(jìn)行γ-射線輻照處理，輻照劑量為72kGy，漂洗干凈，室溫自然晾干得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入23份濃度為92%乙醇溶液超聲分散35min，置于反應(yīng)器中，97°C水浴攪拌45min，繼續(xù)加入1.3份鈦酸酯偶聯(lián)劑混合25min，繼續(xù)加入1.6份硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后微波處理，首先微波功率為420W，微波時間為4min，增大微波功率至500，微波時間為7min，增大微波功率至580W，微波時間為2min，增大微波功率至670W，微波時間為2min，冷卻，過濾，無水乙醇洗滌3次，蒸餾水洗滌3次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纖維。
[0013]上述高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料的制備工藝為:將聚醚二胺、聚氨酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、微晶石蠟、溴化酚醛型環(huán)氧樹脂及無機(jī)中空微球放入攪拌機(jī)中混合均勻，將得到的物料升溫至150-165 °C，加入磷酸甲苯二苯酯、水溶性硅油、發(fā)泡劑、氯化聚乙烯蠟及硫代雙酚抗氧劑混合均勻，將得到的物料放入雙螺桿擠出機(jī)中擠出，擠出溫度為130-145°C，在擠出過程中加入改性碳纖維與槽法炭黑，脫水，冷卻得到高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料。
[0014]本發(fā)明采用聚醚二胺、聚氨酯為主料，并與改性碳纖維配合作用，制品韌性好，熱氧穩(wěn)定性能優(yōu)異，其中改性碳纖維的制備過程中，碳纖維成本低廉，原材料充沛，質(zhì)輕，可降解等優(yōu)點，經(jīng)過γ -射線輻照預(yù)處理后，碳纖維具有較高的韌性，再經(jīng)過合適的偶聯(lián)劑改性后，表面能顯著降低，與其他物料間交聯(lián)性和分散性好，在聚醚二胺、聚氨酯及其他物料中摻入改性碳纖維后，可顯著改善制品物理韌性、耐熱穩(wěn)定性及力學(xué)性能，進(jìn)一步與三(2-氯乙基)磷酸酯、微晶石蠟及溴化酚醛型環(huán)氧樹脂相結(jié)合，通過合理控制三者在原料中比例可使得塑料的耐高溫性能進(jìn)一步增強(qiáng)；無機(jī)中空微球、改性碳纖維及槽法炭黑配合作用，無機(jī)中空微球的密度較低，改性碳纖維及槽法炭黑具有較強(qiáng)的補強(qiáng)作用，三者配合作用可使塑料在較高溫度仍保持較強(qiáng)的韌性，且產(chǎn)品重量?。槐景l(fā)明重量輕，耐高溫性能優(yōu)異，成本也較低。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料，其原料按重量份包括:聚醚二胺30份，聚氨酯35份，三(2-氯乙基)磷酸酯10份，微晶石蠟1.8份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂I份，無機(jī)中空微球40份，改性碳纖維20份，槽法炭黑30份，磷酸甲苯二苯酯I份，水溶性硅油
1.5份，發(fā)泡劑0.5份，氯化聚乙烯蠟2份，硫代雙酚抗氧劑0.5份；其中發(fā)泡劑按重量份包括:1_氯_3，3，3- 二氟丙稀24份，1，1，1，3-四氟丙稀I份和戊燒3份；
[0017]在改性碳纖維的制備過程中，按重量份稱取2份碳纖維，碳纖維的長度為2_6mm，置于80°C烘箱內(nèi)烘干，然后置于耐輻照的金屬鋁泊內(nèi)，真空狀態(tài)下進(jìn)行γ-射線輻照處理，輻照劑量為70kGy，漂洗干凈，室溫自然晾干得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入24份濃度為90%乙醇溶液超聲分散40min，置于反應(yīng)器中，95°C水浴攪拌50min，繼續(xù)加入0.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑混合28min，繼續(xù)加入I份硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后微波處理，首先微波功率為450W，微波時間為2min，增大微波功率至520W，微波時間為5min，增大微波功率至600W，微波時間為Imin,增大微波功率至700W，微波時間為lmin，冷卻，過濾，無水乙醇洗滌4次，蒸餾水洗滌2次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纖維。
[0018]實施例2
[0019]本發(fā)明提出的一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料，其原料按重量份包括:聚醚二胺45份，聚氨酯35份，三(2-氯乙基)磷酸酯16份，微晶石蠟0.5份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂3份，無機(jī)中空微球30份，改性碳纖維25份，槽法炭黑20份，磷酸甲苯二苯酯2份，水溶性硅油0.5份，發(fā)泡劑-1份，氯化聚乙烯蠟I份，硫代雙酚抗氧劑1.5份；其中發(fā)泡劑按重量份包括:1-氯-3，3，3-三氟丙烯20份，I，I，I，3-四氟丙烯2份和戊烷I份；
[0020]在改性碳纖維的制備過程中，按重量份稱取4份碳纖維，碳纖維的長度為2-6mm，置于70°C烘箱內(nèi)烘干，然后置于耐輻照的金屬鋁泊內(nèi)，真空狀態(tài)下進(jìn)行γ-射線輻照處理，輻照劑量為75kGy，漂洗干凈，室溫自然晾干得到預(yù)制料，向預(yù)制料中加入20份濃度為95%乙醇溶液超聲分散20min，置于反應(yīng)器中，98°C水浴攪拌30min，繼續(xù)加入1.5份鈦酸酯偶聯(lián)劑混合20min，繼續(xù)加入1.8份硅烷偶聯(lián)劑混合均勻后微波處理，首先微波功率為400W，微波時間為7min，增大微波功率至470W，微波時間為9min，增大微波功率至550W，微波時間為3min，增大微波功率至650W，微波時間為2min，冷卻，過濾，無水乙醇洗滌2次，蒸餾水洗滌4次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纖維。
[0021]實施例3
[0022]本發(fā)明提出的一種高韌性聚氨酯發(fā)泡塑料，其原料按重量份包括:聚醚二胺414份，聚氨酯32份，三(2-氯乙基)磷酸酯13份，微晶石蠟1.5份，溴化酚醛型環(huán)氧樹脂1.8份，無機(jī)中空微球37份，改性碳纖維23份，槽法炭黑25份，磷酸甲苯二苯酯1.6份，水溶性硅油1.1份，發(fā)泡劑0.75份，氯化聚乙烯蠟1.4份，硫代雙酚抗氧劑0.9份；其中發(fā)泡劑按重量份包括:1_氯_3，3，3- 二氟丙稀20-24份，1，1，1，3-四氟丙稀1-2份和戊燒1-3份；
[0023]在改性