[发明专利]一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及聚氨酯复合材料技术领域，具体涉及一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料及其制备方法和应用。一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料的原料包括：玻璃纤维75‑85份和聚氨酯组分15‑25；所述聚氨酯组分包括质量比为1:1的异氰酸酯组分和多元醇组分；所述多元醇组分包括聚醚多元醇、硅油、N,N‑二甲基苄胺、N,N‑二甲基苯胺和阻燃剂；所述异氰酸酯组分包括聚合MDI和MDI。本方案可以解决常规热固性复合材料型材无法满足爆炸性环境中的阻燃抗静电要求的技术问题。采用本方案可以应用于爆炸性环境中使用的设备的板材和型材的制作中，还可以应用在爆炸性环境中使用的轨道的制作中，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及聚氨酯复合材料技术领域，具体涉及一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚氨酯复合材料是以聚氨酯树脂为基体的复合材料，聚氨酯本身具有优异的抗冲击强度、拉伸强度以及层间剪切强度，还具有质轻的特点，聚氨酯复合材料已经备受建筑、运输以及矿产开采等行业的关注。但是，聚氨酯复合材料同其他高分子材料一样，其抗静电和阻燃的性能不佳，限制了该材料的应用范围。例如，在井下煤矿等爆炸性的环境中，聚氨酯复合材料虽然能够满足该使用场景对材料力学强度的要求，可以作为对设备上使用的板材、型材或者在爆炸性环境中使用的轨道等配件的“以塑代钢”，但是由于聚氨酯复合材料抗静电和阻燃的性能较差，使其不能应用于煤矿用设备的生产中。因此，对于提升聚氨酯复合材料的抗静电和阻燃性能的研究，已经广泛引起了本领域从业人员的关注。目前亟待解决的问题为如何制造出一种具有良好力学性能和抗静电、阻燃的性能的聚氨酯复合材料。如能够解决抗静电和阻燃的问题，可以使用这些聚氨酯复合材料代替井下煤矿设备中的部分钢制配件。由于其质量轻，可大大降低工人的劳动强度，减少能耗，同时也能有效克服井下制件易腐蚀和易生锈问题。

发明内容

本发明意在提供一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料，以解决常规热固性复合材料型材无法满足爆炸性环境中的阻燃抗静电要求的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料，以质量份数计，其原料包括：玻璃纤维75-85份和聚氨酯组分15-25份；所述聚氨酯组分包括质量比为1:1的异氰酸酯组分和多元醇组分；所述多元醇组分包括聚醚多元醇、硅油、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基苯胺和阻燃剂；所述异氰酸酯组分包括聚合MDI和MDI。

本方案还提供了一种高强度阻燃抗静电聚氨酯复合材料的制备方法，包括如下依次进行的步骤：

S1：将异氰酸酯组分和多元醇组分混合，获得树脂混合物；

S2：将玻璃纤维预热至100-150℃，然后将所述玻璃纤维牵引进入浸渍模具；在所述浸渍模具中，使用所述树脂混合物在150-220℃的条件下浸渍所述玻璃纤维1-4min，获得粗型材；

S3：将粗型材置于130-160℃的环境中1-4min，获得型材。