一種纖維增強聚氨酯硬質泡沫材料的製作方法
2023-10-09 10:00:29 2
本發明涉及材料技術領域，具體涉及一種纖維增強聚氨酯硬質泡沫材料。
背景技術：
目前在長纖維注射（FIL）工藝中，連續切割斷的纖維與聚氨酯組分被混合頭連續混合後送入到模腔內，由於受到混合頭澆注合混的聚氨酯物料乳白時間（25—50S）及固化時間的影響，對於澆注面積較大的製品時，混合頭尚未完成整個模腔混合物料的澆注，局部混合物料已經開始乳白膨脹，因而造成產品局部有起泡、缺料，影響了纖維增強聚氨酯硬質泡沫產品的品質質量。
另外，在組合聚醚白料配製中，由於聚醚多元醇、表面活性劑、凝膠催化劑、發泡劑、三聚催化劑、阻燃劑、水等配置不同比例，不僅影響聚氨酯製品的物理力學指標強度，還會因催化劑等小料未反應、揮發完全，造成纖維增強聚氨酯硬質泡沫產品氣味、總碳指標不能達標。
技術實現要素：
本發明的目的在於：針對上述工藝中聚氨酯物料乳白時間短，固化時間長，纖維增強聚氨酯硬質泡沫產品氣味、總碳指標不能達標等技術問題，提供一種強度好、氣味低、環保達標的纖維增強聚氨酯硬質泡沫材料。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種纖維增強聚氨酯硬質泡沫材料，由組合聚醚白料、異氰酸酯黑料和玻璃纖維組成，所述組合聚醚白料、異氰酸酯黑料、玻璃纖維按質量混合比例為38—35:47—45:13—20，所述組合聚醚白料、異氰酸酯黑料的工藝溫度分別控制在40℃—50℃、35℃—45℃。
進一步，所述組合聚醚白料中至少採用兩種聚醚多元醇共用。
進一步，所述組合聚醚白料包括下列質量組分：
①、硬泡聚醚多元醇A 45—55份；
②、硬泡聚醚多元醇B 35—45份；
③、高活性聚醚多元醇 2—10份；
④、表面活性劑 0.6—0.9份；
⑤、凝膠催化劑 0.8—1.2份；
⑥、發泡劑 0.04—0.12份；
⑦、三聚催化劑 0.8—1.75份；
⑧、阻燃劑 4.5—6.0份；
⑨、純淨水 0.5—0.8份。
進一步，所述硬泡聚醚多元醇A為羥值350—500mgKOH/g、粘度 1500—3000mPa·s,25℃；硬泡聚醚多元醇B為羥值350—500mgKOH/g、粘度 5000—10000mPa·s,25℃。
進一步，所述高活性聚醚多元醇為羥值33—37mgKOH/g、粘度 700—1050mPa·s,25℃的高活性聚醚多元醇。
進一步，所述表面活性劑為矽油。
進一步，所述凝膠催化劑為油酸鉀。
進一步，所述發泡劑為二甲基環己胺。
進一步，所述三聚催化劑為高活性三聚。
進一步，所述阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑。
進一步，所述磷酸酯類阻燃劑為磷酸三（2-氯乙基）酯、磷酸三氯乙酯阻燃劑中的任意一種。
進一步，所述純淨水為桶裝純淨飲用水。
進一步，所述組合聚醚白料的製備方法包括如下步驟：
1）、物料預混，依據工藝配方質量份數依次將硬泡聚醚多元醇、硬泡聚醚多元醇、高活性聚醚多元醇等用輸料泵輸送到密封的反應釜中，讓混合物料在25—35轉/min轉速下攪拌混合40—90min；
2）、添加輔料，依據工藝配方質量份數將表面活性劑、凝膠催化劑、發泡劑、三聚催化劑、阻燃劑、純淨水分別加入到反應釜中，在25—35轉/min轉速下連續攪拌混合60—120min。
進一步，所述步驟1）、2）中反應釜溫度控制在40℃—55℃間。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：
本發明製備的組合聚醚白料與異氰酸酯黑料常溫下反應乳白時間為70S—120S，完全固化時間為150S—240S，滿足長纖維注射（FIL）工藝製備較大成型面積的製品，通過該纖維增強聚氨酯硬質泡沫材料製備的客車風道、前後頂內飾件製品發現其具有較高的衝擊性能、強度高，且製品氣味、總碳指標達到國家標準。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特徵和（或）步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書（包括任何附加權利要求、摘要）中公開的任一特徵，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只是一系列等效或類似特徵中的一個例子而已。
對比例
按下述配方備料
備料：異氰酸酯黑料(PM-200)，料溫40℃，玻璃纖維無捻粗紗2400tex，玻璃纖維束剪切長度為12.5—25mm，0.8mmPVC革面料；
組合聚醚白料質量組分：
①、硬泡聚醚多元醇 4110 55份；
②、硬泡聚醚多元醇 450 45份；
③、表面活性劑 B8444 1.00份；
④、凝膠催化劑CK 1.0份；
⑤、發泡劑DMCHA 0.08份；
⑥、三聚催化劑PC41 1.20份；
⑦、阻燃劑TCEP 5.50份；
⑧、純淨水 0.62份；
取小樣人工自由泡檢測，實驗溫度為25℃，乳白時間46S、完全固化時間265s。
組合聚醚白料經過上述組合聚醚白料的製備方法1）、2）步驟完成備料，組合聚醚白料溫度45℃。
組合聚醚白料、異氰酸酯黑料、玻璃纖維的質量混合比例為37:46:17，通過長纖維注射（FIL）工藝製備完成客車風道板材，產品密度0.536g/cm³、產品厚度δ7.2mm。
實施例1
按下述配方備料
備料：異氰酸酯黑料(PM-200)，料溫40℃，玻璃纖維無捻粗紗2400tex，玻璃纖維束剪切長度為12.5—25mm，0.8mmPVC革面料；
組合聚醚白料質量組分：
①、硬泡聚醚多元醇4110 50份；
②、硬泡聚醚多元醇450 45份；
③、高活性聚醚多元醇330 5份；
④、表面活性劑B8444 0.95份；
⑤、凝膠催化劑CK 0.95份；
⑥、發泡劑劑DMCHA 0.08份；
⑦、三聚催化劑PC41 1.30份；
⑧、阻燃劑TCEP 5.50份；
⑨、純淨水 0.60份；
取小樣人工自由泡檢測，實驗溫度為25℃，乳白時間96S、完全固化時間223s。
組合聚醚白料經過組合聚醚白料的製備方法1）、2）步驟完成備料，組合聚醚白料溫度45℃。
組合聚醚白料、異氰酸酯黑料、玻璃纖維的質量混合比例為36:47:17，通過長纖維注射（FIL）工藝製備完成客車風道板材，產品密度0.526g/cm³、產品厚度δ6.9mm。
實施例2
按下述配方備料
備料：異氰酸酯黑料(PM-200)，料溫40℃，玻璃纖維無捻粗紗2400tex，玻璃纖維束剪切長度為12.5—25mm，0.8mmPVC革面料；
組合聚醚白料質量組分：
①、硬泡聚醚多元醇411OA 50份；
②、硬泡聚醚多元醇450L 42份；
③、高活性聚醚多元醇330N 8份；
④、表面活性劑B8444 0.95份；
⑤、凝膠催化劑PC3935 0.90份；
⑥、發泡劑劑 PC8 0.075份；
⑦、三聚催化劑LE795 1.25份；
⑧、阻燃劑TCEP 5.50份；
⑨、純淨水 0.60份；
取小樣人工自由泡檢測，實驗溫度為25℃，乳白時間105S、完全固化時間226s。
組合聚醚白料經過組合聚醚白料的製備方法1）、2）步驟完成備料，組合聚醚白料溫度45℃。
組合聚醚白料、異氰酸酯黑料、玻璃纖維的質量混合比例為37:46:17，通過長纖維注射（FIL）工藝製備完成客車風道板材，產品密度0.542g/cm³，產品厚度δ7.1mm。
實施例3
按下述配方備料
備料：異氰酸酯黑料(PM-200)，料溫40℃，玻璃纖維無捻粗紗2400tex，玻璃纖維束剪切長度為12.5—25mm，0.8mmPVC革面料；
組合聚醚白料質量組分：
①、硬泡聚醚多元醇4110 50份；
②、硬泡聚醚多元醇8305 40份；
③、高活性聚醚多元醇330N 10份；
④、表面活性劑B8444 0.90份；
⑤、凝膠催化劑CK 0.85份；
⑥、發泡劑劑LE720 0.08份；
⑦、三聚催化劑LE795 1.25份；
⑧、阻燃劑TCEP 5.50份；
⑨、純淨水 0.60份；
取小樣人工自由泡檢測，實驗溫度為25℃，乳白時間92S、完全固化時間218s。
組合聚醚白料經過組合聚醚白料的製備方法1）、2）步驟完成備料，組合聚醚白料溫度45℃。
組合聚醚白料、異氰酸酯黑料、玻璃纖維的質量混合比例為36:47:17，通過長纖維注射（FIL）工藝製備完成客車風道板材，產品密度0.545g/cm³、產品厚度δ7.2mm。
以上對比例、實施例製備的客車風道板材性能比較如下：
備註：N.D表示為未檢出（小於方法檢測限）
綜上所述，由對比例及實施例1—3通過不同的原料型號、配比製得的產品可知，本發明的產品具有強度高、抗衝擊性能強、氣味低、安全環保等優點，解決了乳白時間短，固化時間長的問題，對纖維增強聚氨酯硬質泡沫產品的生產具有深遠的意義。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特徵或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。