[发明专利]一种聚氨酯复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括增强材料和辅材的真空干燥步骤和聚氨酯树脂的真空灌注固化步骤，真空干燥步骤和真空灌注固化步骤在真空灌注模塑装置中依次进行。本发明对增强材料和辅材进行的干燥处理效果好、效率高，能有效减少制备的大尺寸聚氨酯复合材料的缺陷、提升其成型效率和力学性能，与现有生产线的适配性好，操作简单易行，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种聚氨酯复合材料的制备方法。

背景技术

聚氨酯是一种由异氰酸酯与端羟基化合物反应生成的聚合物，拥有优异的机械强度和氧化稳定性、较高的柔曲性和回弹性、优良的耐溶剂及耐火性等，广泛应用于复合材料、涂料、粘合剂、泡沫塑料、纤维及弹性体等领域。但聚氨酯树脂的端羟基化合物组份常具有吸湿性，在常温下可与水先反应生成不稳定的氨基甲酸，并分解成胺和二氧化碳。反应生成的胺在过量异氰酸酯存在下易进一步反应生成脲、聚脲等，起到扩链的作用，将极大影响热固性聚氨酯复合材料的性能甚至使其制品报废。特别是以热固性聚氨酯树脂为基体材料制造的大尺寸复合材料制品，由于其尺寸较大，增强材料体系中含水量相应提高，使得制品性能下降，给复合材料的生产带来诸多影响。因此，如何在大尺寸热固性聚氨酯复合材料的生产中解决材料体系的祛湿问题成为关键。

目前对增强材料中水分的去除方式为预先对增强材料和辅材在干燥箱中进行干燥，再进行铺设和灌注等后续过程，但该方法仍然受到环境湿度的影响，干燥效果不佳，而且无法排除灌注设备本身存在的水分对产品的影响，会降低产品的成品率和质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种聚氨酯复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种聚氨酯复合材料的制备方法，包括增强材料和辅材的真空干燥步骤和聚氨酯树脂的真空灌注固化步骤，所述真空干燥步骤和真空灌注固化步骤在真空灌注模塑装置中依次进行。

上述技术方案的设计思路在于，由于在外部使用其他设备对增强材料和辅材预先进行干燥再进行铺设和灌注，会造成在转移过程中，增强材料和辅材会接触到外部环境和空气，干燥效果会受到环境湿度的影响，因此将增强材料和辅材在真空灌注模塑中进行，能够降低环境湿度对干燥效果的影响，同时，将增强材料铺设完毕后再进行祛湿，可无缝衔接聚氨酯树脂的灌注过程，在聚氨酯树脂灌注之前一直保持增强材料和辅材的干燥从而保证聚氨酯复合材料的成品率和质量，本技术方案尤其适用于大尺寸聚氨酯复合材料的制备(大尺寸聚氨酯复合材料中增强材料的用量增多，所含水分也随之增加，因此对增强材料的祛湿较为困难)。

作为上述技术方案的优选，所述真空干燥步骤的具体操作为：将所述增强材料和辅材铺设到所述真空灌注模塑装置中，保持真空灌注模塑装置内部为真空状态，开启真空灌注模塑装置的加热功能，对增强材料和辅材进行干燥。

作为上述技术方案的优选，所述真空灌注模塑装置内部的真空度小于30mbar。通过将真空灌注模塑装置内的真空度限定为小于30mbar的值，能够降低增强材料和真空灌注模塑装置中各类辅材的水分的沸点，使祛湿过程无需保持特别高的温度，可以提高祛湿的效率和效果，还能节省能耗、降低成本。

作为上述技术方案的优选，所述真空灌注模塑装置设定的加热温度为比所述真空度下水的沸点高10～15℃。通过参照水在各真空压力下的沸点，设定祛湿方法中各项温度能够有效去除材料体系中的水分，进一步提升祛湿过程的效率和效果，从而减少聚氨酯复合材料成品的缺陷。

作为上述技术方案的优选，所述真空灌注模塑装置的加热时间为2～10小时。通过限定不同种类和质量的增强材料的祛湿时间的范围，能够保证增强材料和真空灌注模塑装置中各类辅材中的水分完全除尽。