一种弯曲度高的聚氨酯复合板及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚氨酯复合板技术领域，具体涉及一种弯曲度高的聚氨酯复合板及其制备方法。


背景技术：

2.聚氨酯树脂由于其优良的物理性能(如橡胶弹性、防寒抗寒性和耐久性)， 近来已经被用作建筑物、汽车等使用的密封材料。用于建筑物和汽车的密封材料被要求能施涂于各种形状的基面。随着汽车工业的发展，对于汽车内饰轻量化和强度的要求越来越高。现有技术中聚氨酯复合板材应用于汽车顶棚中，汽车顶棚在汽车拉手相应部位应用时，汽车顶棚的刚性不足且容易产生撕裂。通常情况下，用于汽车顶棚的聚氨酯板材的刚性指标采用弯曲强度来表征。
3.中国专利201721148529.3局部高强度聚氨酯复合板材，包括八层材料，其特征在于所述聚氨酯复合板材自上而下依次为：高分子膜1、第一层玻璃纤维层2、第一层胶粉层3、聚氨酯板材4、局部区域玻纤层5、第二层胶粉层6、第二层玻璃纤维层7和无纺布层8；局部区域玻纤层5由高分子膜9和玻纤层10组成，厚度为200μm～800μm，其中玻纤层 8选自玻纤布、玻纤毡或玻璃纤维，其聚氨酯复合板材的克重为800g/m2。现有技术中通过将复合局部区域玻纤层时聚氨酯复合板材的切割不方便、易折断的缺点。
4.然而，现有技术中，急需一种弯曲度高的聚氨酯复合板。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术存在的聚氨酯复合板弯曲度低，有待提高的缺陷，提供一种弯曲度高的聚氨酯复合板及其制备方法，该制备方法能制备得到特定发泡结构的聚氨酯复合板，其具有优异的弯曲度，且其他性能满足要求。
6.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种弯曲度高的聚氨酯复合板的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.1-1.3的第一聚氨酯料浆；（2）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.5-1.8的第二聚氨酯料浆；（3）将碳纤维网布铺设在模具内，然后沿长度方向或宽度方向依次浇注第一聚氨酯料浆、第二聚氨酯料浆，如此循环浇注3次以上后，再次浇注第一聚氨酯料浆；（4）然后进行固化和干燥。
7.其中优选地，步骤（1）中，所述聚氨酯料浆各原料包括聚醚多元醇、大豆油多元醇、烷基磺酸苯酯、二异氰酸酯、偶联剂、发泡剂、催化剂。
8.更优选地，步骤（1）中，所述聚氨酯料浆各原料还包括泡沫稳定剂、抗氧剂和优选的填充剂。
9.其中优选地，所述第一聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.2-1.3，所述第二聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.5-1.6。
10.其中优选地，步骤（3）中，在厚度方向上，每2-3cm厚铺设一层所述碳纤维网布。
11.其中优选地，步骤（3）中，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.3-0.7。
12.更优选地，步骤（3）中，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.3-0.5。
13.本发明第二方面提供一种第一方面所述制备方法制得的弯曲度高的聚氨酯复合板，所述聚氨酯复合板内部沿厚度方向间隔设置有碳纤维网布，且沿长度或宽度方向上间隔设置有第一发泡结构、第二发泡结构，第一发泡结构的孔隙率小于第二发泡结构的孔隙率。
14.其中优选地，第二发泡结构的孔隙率/第一发泡结构的孔隙率为1.3-1.4:1。
15.其中优选地，在聚氨酯复合板的厚度方向上，每2-3cm厚设置一层所述碳纤维网布。
16.与现有技术相比，本发明提供的聚氨酯复合板的制备方法，通过采用碳纤维网布为连接型骨架，其耐高温、耐摩擦及耐腐蚀且各向异性、柔软性好，配合依次浇注不同特定发泡膨胀率的聚氨酯料浆，能够形成“发泡孔隙率以小大小大小大小”的规律分布的聚氨酯复合板，该特定发泡结构的聚氨酯复合板能够具有优异的弯曲度，且其他性能满足要求。其中，碳纤维网布作为连接型骨架，将不同发泡膨胀率的结构紧密连接为一个有机整体，使得在面对弯曲时，不同发泡膨胀率的发泡结构相互作用以缓释分解受到的弯曲力，且具有的发泡结构本身就具有一定柔性，从而协同性显著提升聚氨酯复合板的弯曲度。
具体实施方式
17.在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
18.本发明第一方面提供一种弯曲度高的聚氨酯复合板的制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.1-1.3的第一聚氨酯料浆；（2）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.5-1.8的第二聚氨酯料浆；（3）将碳纤维网布铺设在模具内，然后沿长度方向或宽度方向依次浇注第一聚氨酯料浆、第二聚氨酯料浆，如此循环浇注3次以上后，再次浇注第一聚氨酯料浆；（4）然后进行固化和干燥。
19.本发明所述聚氨酯料浆各原料可以采用本领域聚氨酯现有的原料体系，只要发泡为所需膨胀率且能够形成聚氨酯复合板即可。其中优选地，步骤（1）中，所述聚氨酯料浆各原料包括聚醚多元醇、大豆油多元醇、烷基磺酸苯酯、二异氰酸酯、偶联剂、发泡剂、催化剂。
20.所述发泡剂可以为十二烷基硫酸钠。
21.更优选地，步骤（1）中，所述聚氨酯料浆各原料还包括泡沫稳定剂、抗氧剂和填充剂。填充剂如40g氧化铝。
22.在一些具体实施方式中，各原料用量为：0.8-1.1kg聚醚多元醇、100-120g大豆油多元醇、30-40g烷基磺酸苯酯、10-20g抗氧剂，1.2-2.0kg二异氰酸酯，19-22g乙烯基三乙氧基硅烷、55-58g聚环氧乙烷、100-110g催化剂。
23.其中优选地，所述第一聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.2-1.3，所述第二聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.5-1.6。
24.其中优选地，步骤（3）中，在厚度方向上，每2-3cm厚铺设一层所述碳纤维网布。该优选方案下，更利于增强聚氨酯复合板不同发泡结构的整体性，更利于整体结构的弯曲度提升。
25.其中优选地，步骤（3）中，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.3-0.7。
26.更优选地，步骤（3）中，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.3-0.5。
27.在上述优选方案下，发泡膨胀率较大的第二聚氨酯料浆的宽度适宜，能够确保聚氨酯复合板的表面硬度等强度处于较高水平，更利于聚氨酯复合板的综合性能的提升。而若发泡膨胀率较大的第二聚氨酯料浆的宽度过大，则会影响聚氨酯复合板的表面硬度，过小，会无法使得聚氨酯复合板的弯曲度达到最优。
28.本发明步骤（4）中，固化和干燥的条件按照现有的方法进行即可，本发明对此没有特别限定。
29.本发明第二方面提供一种第一方面所述制备方法制得的弯曲度高的聚氨酯复合板，所述聚氨酯复合板内部沿厚度方向间隔设置有碳纤维网布，且沿长度或宽度方向上间隔设置有第一发泡结构、第二发泡结构，第一发泡结构的孔隙率小于第二发泡结构的孔隙率。
30.其中优选地，第二发泡结构的孔隙率/第一发泡结构的孔隙率为1.3-1.4:1。在该优选方案下，更利于聚氨酯复合板的表面硬度和弯曲度等综合性能的提升。
31.其中优选地，在聚氨酯复合板的厚度方向上，每2-3cm厚设置一层所述碳纤维网布。
32.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。其中催化剂的制备方法为将6g二月桂酸二丁基锡溶于50g的乙酸乙酯中，然后，将30g 200目的氧化钙浸入乙酸乙酯溶液中，抽真空至-0.1mpa并加热至80℃，去除溶剂乙酸乙酯，得到二月桂酸二丁基锡包覆的氧化钙颗粒。
33.实施例1一种弯曲度高的聚氨酯复合板，其内部沿厚度方向间隔设置有碳纤维网布，且沿长度或宽度方向上间隔设置有第一发泡结构、第二发泡结构，第二发泡结构的孔隙率/第一发泡结构的孔隙率为1.3:1。
34.其制备方法，包括以下步骤：（1）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.2的第一聚氨酯料浆；
（2）将聚氨酯料浆各原料进行发泡混合，得到发泡膨胀率为1.56的第二聚氨酯料浆；其中，各原料用量为：1kg聚醚多元醇（分子量为800，羟值为200mgkoh/g）、110g大豆油多元醇(羟值为140mgkoh/g)、30g烷基磺酸苯酯、10g抗氧剂1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯，1.5kg二苯基甲烷二异氰酸酯，20g乙烯基三乙氧基硅烷、55g聚环氧乙烷、100g催化剂。发泡剂十二烷基硫酸钠的量根据所需发泡膨胀率确定。
35.（3）将碳纤维网布铺设在模具内，然后沿宽度方向依次浇注第一聚氨酯料浆、第二聚氨酯料浆，如此循环浇注3次以上至所需的宽度，之后再次浇注第一聚氨酯料浆；在厚度方向上，每3cm厚铺设一层所述碳纤维网布。第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.4。
36.（4）然后进行固化和干燥。
37.实施例2按照实施例1的方法进行，不同的是，第一聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.1。
38.实施例3按照实施例1的方法进行，不同的是，第二聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.8。
39.实施例4按照实施例1的方法进行，不同的是，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.1。
40.实施例5按照实施例1的方法进行，不同的是，第一聚氨酯料浆与第二聚氨酯料浆的浇注宽度的比值为1:0.7。
41.对比例1按照实施例1的方法进行，不同的是，不铺设碳纤维网布。
42.对比例2按照实施例1的方法进行，不同的是，第二聚氨酯料浆的发泡膨胀率为2.5。
43.对比例3按照实施例1的方法进行，不同的是，第一聚氨酯料浆的发泡膨胀率为1.56。
44.测试例将上述实施例和对比例的聚氨酯复合板进行表1所示的性能测试。
45.表1
通过表1的结果可以看出，采用本发明的实施例具有明显更好的效果。
46.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。