微发泡相变树脂基复合材料及其制备方法与流程

文档序号:12226898阅读:来源:国知局

技术特征:

1.微发泡相变树脂基复合材料,其特征在于:由上层、中间层和底层构成的三明治结构;其中上层和底层为玻璃纤维增强塑脂层,中间层为由相变复合材料构成的微发泡层。

2.根据权利要求1所述的微发泡相变树脂基复合材料,其特征在于:所述上层、中间层和底层分别为未发生或者极少发生交联反应的预制片材,然后再经过一定压力一定温度下的模压,使各界面充分发生交联反应从而形成有机结合的整体。

3.权利要求1所述微发泡相变树脂基复合材料的制备方法,其特征在于:先分别制备上层、中间层和底层,然后将三层模压制得微发泡相变树脂基复合材料;各层的具体制备方法为:

1)中间层的制备过程如下

1.1)相变聚氨酯材料的制备,采用两步法溶液聚合制备相变聚氨酯材料:

1.1.1)将聚乙二醇在110~120℃下真空脱水3~4h,然后降温至50℃,取计量的聚乙二醇加入到N,N-二甲基甲酰胺中,得混合液;另取计量的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯溶于N,N-二甲基甲酰胺溶剂后再溶解于前面配置的混合液中,在氮气的保护下,于60℃恒温油浴反应2h,生成聚氨酯预聚物;按1mmol聚乙二醇计,N,N-二甲基甲酰胺用量为30mL,4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯用量为2mmol;其中混合液中N,N-二甲基甲酰胺用量为20mL,作为4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯溶剂的N,N-二甲基甲酰胺用量为10mL;

1.1.2)将经脱水蒸馏处理的1,4-丁二醇加入到上述聚氨酯预聚物中,扩链反应一定时间后,将所得溶液倒入模具中,并在80℃、4000Pa的真空干燥箱中保持一定时间,当溶液完全变成固态后再反应4h左右,即可得到相变聚氨酯材料固体颗粒;按1mmol聚乙二醇计, 1,4-丁二醇用量为1mmol;

1.2)取树脂糊,并在树脂糊中滴加固化剂,再依次加入制备的相变聚氨酯材料和发泡剂,搅匀后加入增稠剂,静置1~1.5h,然后通过SMC片材机除气泡以及压实,随后密封放入带有鼓风的烘箱内熟化即得到中间层;其中相变聚氨酯质量占比30%~40%,发泡剂质量占比1%~5%,树脂糊质量占比53%~68%,增稠剂质量占比0.7%~1%,固化剂质量占比0.3%~0.7%;

2)上层和底层的制备

取树脂糊,并在树脂糊中滴加固化剂,搅匀后加入增稠剂,将搅拌后的混合料与准备好的玻璃纤维充分混合,在树脂糊初步浸润玻璃纤维后,再放入SMC片材机中实现纤维的进一步浸渍、除气泡以及压实,随后密封放入带有鼓风的烘箱内熟化待用;其中玻璃纤维质量占比33%~38%,树脂糊质量占比61%~65.5%,增稠剂质量占比0.8%~1%,固化剂质量占比0.35%~0.7%;

上述树脂糊由不饱和聚酯树脂、填料、低收缩剂、内脱模剂按如下质量份调制而成:不饱和聚酯树脂100;填料220;低收缩剂54;内脱模剂6.15;

3)将三层模压制得最终的微发泡相变树脂基复合材料

将上层、中间层和底层分别裁剪为需要的尺寸,按照底层、中间层和上层铺层方式叠合放入压制模具型腔内,在设定的温度和压力下进行压制,压制后取出冷却即制备出微发泡相变树脂基复合材料。

4.根据权利要求3所述的微发泡相变树脂基复合材料制备方法,其特征在于:步骤1.2)中固化剂为过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮或者过氧化苯甲酰;发泡剂为碳酸氢钠或者偶氮二甲酰胺;增稠剂为MgO或者CaO。

5.根据权利要求3所述的微发泡相变树脂基复合材料制备方法,其特征在于:步骤2)中固化剂为过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮或者过氧化苯甲酰;增稠剂为MgO或者CaO。

6.根据权利要求3所述的微发泡相变树脂基复合材料制备方法,其特征在于:步骤2)树脂糊中低收缩剂为聚乙烯;填料为碳酸钙、粉煤灰或者二氧化硅;内脱模剂为硬脂酸锌、硅油或者硅脂。

7.根据权利要求3所述的微发泡相变树脂基复合材料制备方法,其特征在于:步骤3)压制参数为:模压机的工作压力为10~15MPa,模具温度调节在143℃~148℃之间,模压时间为3~6min。

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