专利名称：：一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种泡沫材料，具体指一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料，同时还涉及该材料的制备方法，属于材料科学领域。
背景技术：
：自上世纪70年代末注模成型工艺出现后，对纤维增强泡沫这种材料的研究得到了迅速发展。与普通泡沫相比，纤维增强泡沫具有更好的力学性能。例如，明显改善了原来材料的强度、蠕变阻尼、变形、热扭曲温度等性能，使得纤维增强泡沫板材和模塑制品在航空、航天和各种军用、民用领域具有广泛的应用前景，有的可用作建筑材料墙板、屋顶部件等，有的可用在汽车、飞机的结构和运动器材上，如桨叶、雪橇等。另外，纤维增强复合泡沬有的还可用于深海工具、阻燃、隔热、吸音和缓冲吸能等领域。因此，人们为了更好地利用聚氨脂泡沫材料，往往添加增强物质到聚氨脂泡沫材料，加强其力学性能，使之能更好地为工程领域所利用，这是材料领域的一个新的趋势。现有技术公开的增强物质主要有玻璃纤维、玻璃微珠、天然纤维、植物纤维等，如发明创造名称为"植物纤维增强硬质聚氨酯结构泡沫复合材料及其制备工艺"、专利号为"200510019078.9"的中国发明专利就公开了一种添加植物纤维作为增强物质的泡沫复合材料，而发明创造名称为"玻璃纤维增强的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫塑料"、专利号为"200610058849.X"的中国发明专利则公开了一种玻璃纤维作为增强物质的泡沫塑料，这些制品的性能在某一方面得到了一定程度的改善，具有进步性，但就弯曲断裂力而言，却未见相关的报道。
发明内容针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种弯曲断裂力显著提高的短纤维增强聚氨脂泡沫材料。本发明的另一个目的是提供该材料的一种制备方法。本发明的目的是这样实现的一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料，它由如下质量份数的组分发泡而成，复合聚醚多元醇100复合发泡剂810硅油1.52复合催化剂22.3粗MDI指数11.5水0.10.2《6mm的聚丙烯短纤维320。如果需要具有阻燃效果，所述组分中也可以包括有适量的阻燃剂。上述材料的制备方法为，a)首先将复合聚醚多元醇、复合发泡剂、硅油、水和复合催化剂均匀混合形成A组料，粗MDI为B组料，并使A组料和B组料保持15-25。C的料温；如果组分中包括有阻燃剂，那么A组料中也包括阻燃剂；(2)然后将聚丙烯短纤维与A组料一起搅拌均匀；(3)发泡时，最后将B组料倒入第二步所得的混合液中一起搅拌均匀至呈乳白色为止，立即倒入发泡模具中密闭发泡即得所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，模具温度为40-45°C，脱模时间为15-30min。相比现有技术，本材料以聚丙烯短纤维为增强物质，聚丙烯短纤维价廉易得。实验表明，这种材料具有良好的力学性能，弯曲断裂力显著提高，弯曲断裂力从传统的最低70N可增加到160N，抗冲击力大为增强。同时，本短纤维增强聚氨脂泡沫材料制备简单，方便。具体实施例方式以下结合实施例详细介绍本发明。本发明从众多的短纤维和聚氨脂泡沬配方中筛选了廉价的聚丙烯短纤维和一种硬质聚氨脂泡沬配方，合成了一种新型的复合材料短纤维增强聚氨脂泡沬材料，其原料组分有八种复合聚醚多元醇、水、复合发泡剂、硅油、复合催化剂、阻燃剂、粗MDI和聚丙烯短纤维。MDI即二苯基甲垸二异氰酸脂，它是生产聚氨酯的重要原料，聚氨酯是一种用途广泛的聚合物，可用于汽车工业、建筑业以及电冰箱等家电行业。上述八种原料的质量份数为，如果以复合聚醚多元醇为配料基数，以100计的话，那么其余七种组分的质量份数为复合发泡剂810阻燃剂适量硅油1.52复合催化剂22.3粗MDI指数11.5水0.10.2《6mm的聚丙烯短纤维320。粗MDI指数为11.5，是相对复合聚醚多元醇的克分子数，即粗MDI质量份数为100到150。聚丙烯短纤维经过预处理由江苏射阳县强劲纤维有限公司提供，断裂强度为^350Mpa，断裂伸长度15%-20%,初始弹性模量》3500Mpa，长度3腿。上述质量份数一个比较优化的例子为复合聚醚多元醇100复合发泡剂9阻燃剂适量硅油2复合催化剂2.1粗MDI指数1.2水0.15《6隱的聚丙烯短纤维12。上述材料的制备方法为，(1)首先将复合聚醚多元醇、复合发泡剂、硅油、水和复合催化剂均匀混合形成A组料，粗MDI为B组料，并使A组料和B组料保持15-25"C的料温；如果组分中包括有阻燃剂，那么A组料中也包括阻燃剂；(2)然后将聚丙烯短纤维与A组料一起搅拌均匀，聚丙烯短纤维经过预处理与A组料吻合极好；(3)发泡时，最后将B组料倒入第二步所得的混合液中一起搅拌均匀至呈乳白色为止，立即倒入发泡模具中密闭发泡即得所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，模具温度为40-45。C，脱模时间为15-30min。性能测试由兵器工业包装质量监督检测中心，利用万能材料试验机120392，依据GB/T8812-1988，GB/T8813-1988对样品进行检测，其检测结果如下表样品密度基本相同，聚丙烯短纤维长3mm，括号中的百分数为纤维在A组料中的比例。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从上表可看出增强聚氨酯泡沬弯曲断裂力提高，且显著。结果与讨论弯曲断裂力显著提高，并且弯曲断裂力最优区域为基体的10%聚丙烯短纤维附近，其他性能无显著变化，若样品用聚丙烯短纤维增强超出10%较多，所得样品显著松散、破脆。显然在同类材料应用中，关于对抗弯曲负荷要求，由使用这样的增强泡沫能大大节省材料。权利要求1.一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料，其特征在于它由如下质量份数的组分发泡而成，复合聚醚多元醇100复合发泡剂8～10硅油1.5～2复合催化剂2～2.3粗MDI指数1～1.5水0.1～0.2≤6mm的聚丙烯短纤维3～20。2、根据权利要求1所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，其特征在于所述组分的质量份数为，复合聚醚多元醇100复合发泡剂9硅油2复合催化剂2.1粗MDI指数1.2水0.15《6mm的聚丙烯短纤维12。3、根据权利要求1或2所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，所述组分中包括有适量的阻燃剂。4、如权利要求1或2所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料的制备方法，其特征在于其制备步骤为，(1)首先将复合聚醚多元醇、复合发泡剂、硅油、水和复合催化剂均匀混合形成A组料，粗MDI为B组料，并使A组料和B组料保持15-25。C的料温；(2)然后将聚丙烯短纤维与A组料一起搅拌均匀；(3)发泡时，最后将B组料倒入第二步所得的混合液中一起搅拌均匀至呈乳白色为止，立即倒入发泡模具中密闭发泡即得所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，模具温度为40-45。C，脱模时间为15-30min。5、如权利要求3所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料的制备方法，其特征在于其制备步骤为，(l)首先将复合聚醚多元醇、复合发泡剂、硅油、水、阻燃剂和复合催化剂均匀混合形成A组料，粗MDI为B组料，并使A组料和B组料保持15-25'C的料温；(2)然后将聚丙烯短纤维与A组料一起搅拌均匀；(3)发泡时，最后将B组料倒入第二步所得的混合液中一起搅拌均匀至呈乳白色为止，立即倒入发泡模具中密闭发泡即得所述的短纤维增强聚氨脂泡沫材料，模具温度为40-45°C，脱模时间为15-30min。全文摘要本发明公开了一种短纤维增强聚氨脂泡沫材料，其原料组分有复合聚醚多元醇、水、复合发泡剂、硅油、复合催化剂、阻燃剂、粗MDI和聚丙烯短纤维。用以上配方得出两组液体A组料、B组料。这过程中先将短纤维与A组料一起搅拌均匀，发泡时，然后将B组料倒入A组料中一起搅拌均匀至呈乳白色为止，立即倒入模具密闭进行发泡获得增强聚氨酯泡沫。本材料具有良好的力学性能，弯曲断裂力显著提高。文档编号B29B7/00GK101275012SQ200810069668公开日2008年10月1日申请日期2008年5月13日优先权日2008年5月13日发明者永吴申请人:重庆工学院