磁性内脱模剂及制备方法、聚氨酯组合物及聚氨酯HP-RTM复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种磁性内脱模剂及制备方法、聚氨酯组合物及聚氨酯HP

【技术实现步骤摘要】
磁性内脱模剂及制备方法、聚氨酯组合物及聚氨酯HP
‑
RTM复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯材料领域，具体涉及一种用于高压树脂传递模塑成型的聚氨酯复合材料用聚氨酯组合物，以及包含所述聚氨酯HP
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RTM复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高压树脂传递模塑成型(HP
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RTM)工艺技术是近几年推出的一种针对大批量生产高性能复合材料的新型工艺，它采用预制件、钢膜、真空辅助排气，并通过高压注射，使树脂液体快速充满模腔和固化，该工艺生产制品效率高、尺寸稳定性好、质量高、复合材料批量生产成本低，实现了多样化和复杂结构制品。
[0003]HP
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RTM是指利用高压压力将树脂对冲混合并注入到预先铺设有纤维增强材料和预置嵌件的真空密闭模具内，经树脂流动充模、浸渍、固化和脱模，获得复合材料制品的成型工艺。HP
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RTM采用预成型件、钢模，真空辅助，高压混合注射和在高压下完成树脂对纤维的浸渍和固化的工艺，属不发泡树脂
与传统聚氨酯发泡复合材料工艺是两个完全不同的技术路线。前者是负压状态下浸渍、固化成型，后者是保压状态下发泡浸润、固化成型。且前者密度更高，用于对强度要求更高的结构件。
[0004]目前市场上常用于HP
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RTM工艺的树脂主要为环氧树脂及聚氨酯树脂，聚氨酯树脂在HP
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RTM产品中展现了轻量化、快熟化、高阻燃、高耐热等优势，因而得到了越来越广泛的应用。另外，聚氨酯HP
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RTM工艺比其他聚氨酯复材工艺成型温度更高，很多产品都要求≥150℃甚至达到200℃。也由于其工艺的特殊优势减少了气泡提高了复合材料的力学强度。
[0005]随着聚氨酯HP
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RTM的应用推广，行业内对提高生产效率的呼声越来越高。目前行业内即使添加高份数的普通内脱模剂也仍达不到期望，平均每10～20模左右就要喷1次外脱模剂，且粘模后清理模具设备对生产效率造成极大影响。因此行业内迫切期望能够大幅提高连续脱模能力。
[0006]专利CN 110922554 A公开了一种用于VARTM和HPRTM工艺的聚氨酯体系及复合材料制备方法。该技术方案前期粘度低后期固化快，提高了纤维浸润性、力学性能，但仍远不能达到当今行业内的连续脱模次数期望。
[0007]专利CN 111019089 A公开了一种用于HPRTM工艺的聚氨酯体系及复合材料制备方法。该技术方案提高了纤维浸润性、力学性能、耐热性能，但连续脱模次数远不能达到当今行业内的期望。
[0008]因此，需要提供一种技术方案解决现有技术中存在的连续脱模次数少、生产效率有待提高的问题。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种磁性内脱模剂，可用于聚氨酯组合物中，有助于提高连续脱模性能和生产效率。
[0010]本专利技术的另一目的在于提供这种磁性内脱模剂的制备方法。
[0011]本专利技术的又一目的在于提供一种含有前述磁性内脱模剂的聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物可用于聚氨酯HP
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RTM复合材料的制备，具有非常优异的连续脱模性能和优异的力学性能。
[0012]本专利技术的再一目的在于提供一种聚氨酯HPRTM复合材料的制备方法。
[0013]为解决以上技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0014]一种磁性内脱模剂的制备方法，包括如下的步骤：
[0015]1)准备磁性材料颗粒：优选地所述磁性材料为铁氧体磁性材料；更优选为粒径20
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80nm的γ
‑
Fe2O3颗粒；
[0016]2)制备氨基改性磁性材料：将所述磁性材料颗粒加入到蒸馏水和乙醇的混合溶液中，进行充分超声分散，在氮气的保护下，逐滴加入带有氨基和烷氧基的化合物，充分搅拌至反应完毕，待溶液冷却至室温后，用无水乙醇洗涤多次后，冷冻干燥得到所述氨基改性磁性材料；
[0017]3)制备磁性内脱模剂：将所述氨基改性磁性材料加入到无水乙醇中，进行充分超声分散，加入活化剂，充分搅拌，在搅拌下逐滴加入羟基封端聚硅氧烷类脱模剂接枝物，搅拌至反应完毕，再使用无水乙醇洗涤多次后，加入蒸馏水，冷冻干燥，得到所述磁性内脱模剂。
[0018]在一个优选的实施方案中，所述步骤2)中所述混合溶液中蒸馏水与乙醇的体积比为1:1，所述超声分散时间为30～60min，所述带有氨基和烷氧基的化合物选自γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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氨丙基三甲氧基硅烷、N
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(β
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氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
–
(β氨乙基)
‑
γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任一种或多种，反应温度为30～60℃，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～5h，所述无水乙醇洗涤次数为5～20次，所述冷冻干燥真空度为4～5Pa，温度为
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50～
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60℃，时间为 20～30h；
[0019]所述步骤3)中所述超声分散时间30～60min，所述活化剂为N,N'
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羰基二咪唑，搅拌转速500～1500r/min，加入所述N,N'
‑
羰基二咪唑后搅拌时间为1～5h，加入所述脱模剂接枝物的反应条件为反应温度50～70℃，搅拌时间2～6h，所述无水乙醇洗涤5～20次，所述冷冻干燥真空度为4～5Pa，温度为
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50～
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60℃，时间为20～30h；所述羟基封端聚硅氧烷类脱模剂接枝物选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端聚乙烯基硅氧烷的任一种或两种；进一步优选地，所述羟基封端聚二甲基硅氧烷为重均分子量1000
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10000；所述羟基封端聚乙烯基硅氧烷为重均分子量1000
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10000，乙烯基含量0.1
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3wt％。
[0020]本专利技术的另一方面，前述的一种磁性内脱模剂的制备方法制备的磁性内脱模剂。
[0021]本专利技术的又一方面，一种聚氨酯组合物，由包含异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分反应得到，所述异氰酸酯反应性组分包含：聚醚多元醇1、聚醚多元醇 2、扩链剂、交联剂、催化剂、阻燃剂、分散剂、磁性内脱模剂；其中，所述磁性内脱模剂为前述方法制备得到的或前述的磁性内脱模剂。
[0022]在一个具体的实施方式中，所述异氰酸酯反应性组分中的聚醚多元醇1，平均官能度为2～4，优选2～3，羟值为15～50mgKOH/g，优选20～45mgKOH/g，由环氧乙烷和环氧丙烷反应得到，环氧乙烷含量为5～50wt％，优选10～35wt％；聚醚多元醇2，平均官能度为2.5～8，优选3～5，更优选4，羟值为50～200mgKOH/g，优选55～180mgK本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性内脱模剂的制备方法，包括如下的步骤：1)准备磁性材料颗粒：优选地所述磁性材料为铁氧体磁性材料；更优选为粒径20
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80nm的γ
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Fe2O3颗粒；2)制备氨基改性磁性材料：将所述磁性材料颗粒加入到蒸馏水和乙醇的混合溶液中，进行充分超声分散，在氮气的保护下，逐滴加入带有氨基和烷氧基的化合物，充分搅拌至反应完毕，待溶液冷却至室温后，用无水乙醇洗涤多次后，冷冻干燥得到所述氨基改性磁性材料；3)制备磁性内脱模剂：将所述氨基改性磁性材料加入到无水乙醇中，进行充分超声分散，加入活化剂，充分搅拌，在搅拌下逐滴加入羟基封端聚硅氧烷类脱模剂接枝物，搅拌至反应完毕，再使用无水乙醇洗涤多次后，加入蒸馏水，冷冻干燥，得到所述磁性内脱模剂。2.根据权利要求1所述的磁性内脱模剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述混合溶液中蒸馏水与乙醇的体积比为1:1，所述超声分散时间为30～60min，所述带有氨基和烷氧基的化合物选自γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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氨丙基三甲氧基硅烷、N
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(β
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氨乙基)
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γ
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氨丙基三甲氧基硅烷、N
–
(β氨乙基)
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γ
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氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的任一种或多种，反应温度为30～60℃，搅拌转速为500～1500r/min，搅拌时间为1～5h，所述无水乙醇洗涤次数为5～20次，所述冷冻干燥真空度为4～5Pa，温度为
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50～
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60℃，时间为20～30h；所述步骤3)中所述超声分散时间30～60min，所述活化剂为N,N'
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羰基二咪唑，搅拌转速500～1500r/min，加入所述N,N'
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羰基二咪唑后搅拌时间为1～5h，加入所述脱模剂接枝物的反应条件为反应温度50～70℃，搅拌时间2～6h，所述无水乙醇洗涤5～20次，所述冷冻干燥真空度为4～5Pa，温度为
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50～
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60℃，时间为20～30h；所述羟基封端聚硅氧烷类脱模剂接枝物选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端聚乙烯基硅氧烷的任一种或两种；优选地，所述羟基封端聚二甲基硅氧烷为重均分子量1000
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10000；所述羟基封端聚乙烯基硅氧烷为重均分子量1000
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10000，乙烯基含量0.1
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3wt％。3.采用权利要求1所述的一种磁性内脱模...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹铖，赵恒平，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，
类型：发明
国别省市：