一种改性聚氨酯发泡塑料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种改性聚氨酯发泡塑料。
【背景技术】
[0002]聚氨酯泡沫塑料是一种较好的原材料，应用于沙发、床垫、鞋材、高档家具等领域，在国民经济中发挥越来越重要的作用。但是聚氨酯泡沫塑料柔韧度较差，在特殊行业达不到要求，碳纤维表面亲水，表面具有较高的活性，韧性好，但是与其他物料的界面相容性较差，一定程度上降低了泡沫塑料的力学机械性能，使碳纤维的优良性质不能得到充分发挥，如何制备一种韧性好，力学性能优异的聚氨酯泡沫塑料成为目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本发明提出了一种改性聚氨酯发泡塑料，韧性、耐热稳定性及力学性能优异。
[0004]本发明提出的一种改性聚氨酯发泡塑料，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚40-50份，聚氨酯10-20份，甲基膦酸二甲酯20-30份，石蜡1-2份，溴化环氧树脂2_3份，无机中空微球20-40份，改性碳纤维10-15份，槽法炭黑10-15份，磷酸甲苯二苯酯1-1.5份，水溶性硅油0.5-1份，发泡剂0.4-0.8份，高级脂肪醇1-2份，硫醚型酚类抗氧剂0.2-0.5份；其中发泡剂按重量份包括:1-氯_3，3，3-三氟丙烯12-16份，I, I, I, 3-四氟丙烯2_3份和戊烧1-2份；
[0005]在改性碳纤维的制备过程中，将碳纤维置于烘箱内烘干，置于耐辐照的金属铝泊内，真空状态下进行γ-射线辐照处理，漂洗干净，室温自然晾干得到预制料，向预制料中加入乙醇溶液超声分散，置于反应器中，水浴搅拌，继续加入钛酸酯偶联剂混合，继续加入硅烷偶联剂混合均匀后微波反应，冷却，过滤，无水乙醇洗涤，蒸馏水洗涤，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纤维。
[0006]优选地，在改性碳纤维的制备过程中，按重量份称取1-2份碳纤维，碳纤维的长度为1-5_，置于85-90°C烘箱内烘干，然后置于耐辐照的金属铝泊内，真空状态下进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为60-80kGy，漂洗干净，室温自然晾干得到预制料，向预制料中加入10-15份浓度为93-96%乙醇溶液超声分散10-30min，置于反应器中，96-98°C水浴搅拌20-40min,继续加入1_2份钛酸酯偶联剂混合20_40min，继续加入0.5-1.2份硅烷偶联剂混合均匀后微波反应，首先微波功率为300-350W，微波时间为10-18min，增大微波功率至350-400W，微波时间为2-5min，增大微波功率至400-500W，微波时间为2_4min，增大微波功率至500-600W，微波时间为l_2min，冷却，过滤，无水乙醇洗涤1_2次，蒸馏水洗涤2_3次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纤维。
[0007]优选地，蔗糖聚醚与聚氨酯的重量比为42-45:12-16。
[0008]优选地，蔗糖聚醚与改性碳纤维的重量比为42-45:12-14。
[0009]优选地，蔗糖聚醚与发泡剂的重量比为42-45:0.5-0.7。
[0010]优选地，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚42-45份，聚氨酯12-16份，甲基膦酸二甲酯22-24份，石蜡1.4-1.8份，溴化环氧树脂2.2-2.6份，无机中空微球30-35份，改性碳纤维12-14份，槽法炭黑12-14份，磷酸甲苯二苯酯1.2-1.4份，水溶性硅油0.6-0.8份，发泡剂0.5-0.7份，高级脂肪醇1.5-1.8份，硫醚型酚类抗氧剂0.3-0.4份。
[0011]优选地，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚43份，聚氨酯15份，甲基膦酸二甲酯23份，石蜡1.5份，溴化环氧树脂2.5份，无机中空微球32份，改性碳纤维13份，槽法炭黑13份，磷酸甲苯二苯酯1.32份，水溶性硅油0.7份，发泡剂0.6份，高级脂肪醇1.6份，硫醚型酚类抗氧剂0.35份。
[0012]优选地，在改性碳纤维的制备过程中，按重量份称取1.5份碳纤维，碳纤维的长度为1-5_，置于89°C烘箱内烘干，然后置于耐辐照的金属铝泊内，真空状态下进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为70kGy，漂洗干净，室温自然晾干得到预制料，向预制料中加入12份浓度为95%乙醇溶液超声分散20min，置于反应器中，97°C水浴搅拌30min，继续加入1.6份钛酸酯偶联剂混合36min，继续加入0.8份硅烷偶联剂混合均匀后微波反应，首先微波功率为320W，微波时间为15min，增大微波功率至380W，微波时间为4min，增大微波功率至450W，微波时间为3min，增大微波功率至580W，微波时间为lmin，冷却，过滤，无水乙醇洗涤2次，蒸馏水洗涤3次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纤维。
[0013]上述改性聚氨酯发泡塑料的制备工艺如下:按配比将蔗糖聚醚、聚氨酯、甲基膦酸二甲酯、石蜡、溴化环氧树脂及无机中空微球放入搅拌机中混合均匀，将得到的物料升温至150-165?，加入磷酸甲苯二苯酯、水溶性硅油、发泡剂、高级脂肪醇及硫醚型酚类抗氧剂混合均匀，将得到的物料放入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度为130-1450C，在挤出过程中加入改性碳纤维与槽法炭黑，脱水，冷却得到改性聚氨酯发泡塑料。
[0014]本发明采用蔗糖聚醚、聚氨酯为主料，并与改性碳纤维配合作用，制品韧性好，热氧稳定性能优异，其中改性碳纤维的制备过程中，碳纤维成本低廉，原材料充沛，质轻，可降解等优点，经过γ -射线辐照预处理后，碳纤维具有较高的韧性，再经过合适的偶联剂改性后，表面能显著降低，与其他物料间交联性和分散性好，在蔗糖聚醚、聚氨酯及其他物料中掺入改性碳纤维后，可显著改善制品物理韧性、耐热稳定性及力学性能，进一步与甲基膦酸二甲酯、石蜡及溴化环氧树脂相结合，通过合理控制三者在原料中比例可使得塑料的耐高温性能进一步增强；无机中空微球、改性碳纤维及槽法炭黑配合作用，无机中空微球的密度较低，改性碳纤维及槽法炭黑具有较强的补强作用，三者配合作用可使塑料在较高温度仍保持较强的韧性，且产品重量小；本发明重量轻，耐高温性能优异，成本也较低。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]本发明提出的一种改性聚氨酯发泡塑料，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚40份，聚氨酯20份，甲基膦酸二甲酯20份，石蜡2份，溴化环氧树脂2份，无机中空微球40份，改性碳纤维10份，槽法炭黑15份，磷酸甲苯二苯酯I份，水溶性硅油I份，发泡剂0.4份，高级脂肪醇2份，硫醚型酚类抗氧剂0.2份；其中发泡剂按重量份包括:1-氯_3，3，3-三氟丙烯16份，I, I, I, 3-四氟丙烯2份和戊烷2份；
[0017]在改性碳纤维的制备过程中，按重量份称取I份碳纤维，碳纤维的长度为l_5mm，置于90°C烘箱内烘干，然后置于耐辐照的金属铝泊内，真空状态下进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为60kGy，漂洗干净，室温自然晾干得到预制料，向预制料中加入15份浓度为93%乙醇溶液超声分散30min，置于反应器中，96°C水浴搅拌40min，继续加入I份钛酸酯偶联剂混合40min，继续加入0.5份硅烷偶联剂混合均匀后微波反应，首先微波功率为350W，微波时间为lOmin，增大微波功率至400W，微波时间为2min，增大微波功率至500W，微波时间为2min，增大微波功率至600W，微波时间为lmin，冷却，过滤，无水乙醇洗涤2次，蒸馏水洗涤2次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纤维。
[0018]实施例2
[0019]本发明提出的一种改性聚氨酯发泡塑料，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚50份，聚氨酯10份，甲基膦酸二甲酯30份，石蜡I份，溴化环氧树脂3份，无机中空微球20份，改性碳纤维15份，槽法炭黑10份，磷酸甲苯二苯酯1.5份，水溶性硅油0.5份，发泡剂0.8份，高级脂肪醇I份，硫醚型酚类抗氧剂0.5份；其中发泡剂按重量份包括:1-氯_3，3，3-三氟丙烯12份，I, I, I, 3-四氟丙烯3份和戊烷I份；
[0020]在改性碳纤维的制备过程中，按重量份称取2份碳纤维，碳纤维的长度为l_5mm，置于85°C烘箱内烘干，然后置于耐辐照的金属铝泊内，真空状态下进行γ-射线辐照处理，辐照剂量为80kGy，漂洗干净，室温自然晾干得到预制料，向预制料中加入10份浓度为96%乙醇溶液超声分散lOmin，置于反应器中，98°C水浴搅拌20min，继续加入2份钛酸酯偶联剂混合20min，继续加入1.2份硅烷偶联剂混合均匀后微波反应，首先微波功率为300W，微波时间为18min，增大微波功率至350W，微波时间为5min，增大微波功率至400W，微波时间为4min，增大微波功率至500W，微波时间为2min，冷却，过滤，无水乙醇洗涤I次，蒸馏水洗涤3次，干燥，粉碎，研磨得到改性碳纤维。
[0021]实施例3
[0022]本发明提出的一种改性聚氨酯发泡塑料，其原料按重量份包括:蔗糖聚醚43份，聚氨酯15份，甲基膦酸二甲酯23份，石蜡1.5份，溴化环氧树脂2.5份，无机中空微球32份，改性碳纤维13份，槽法炭黑13份，磷酸甲苯二苯酯1.32份，水溶性硅油0.7份，发泡剂0.6份，高级脂肪醇1.6份，硫醚型酚类抗氧剂0.35份；其中发泡剂按重量份包括:1-氯-3，3，3-三氟丙烯15份，I, I, I, 3-四氟丙烯2.2份和戊烷1.6份；
[0023