一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法，通过将预聚体、扩链剂、增强纤维和NMP混合反应后，加入三乙胺，继续反应，再加入模具中，保温处理，制得复合板材。在预聚体、扩链剂和增强纤维混合反应时，预聚体端的异氰酸酯基与扩链剂上的羟基反应后，增强纤维上的呋喃基团与端部的马来酰亚胺基团再反应，形成可逆共价键，使得制备出的复合板材具有一定的自愈能力，同时增强纤维为核硬壳软的核壳结构，在复合板材受到冲击时，外力作用在增强纤维会被吸收，同时硬核为石墨烯镶嵌铜，在外力作用时增强纤维内部会发生形变，而金属铜具有一定的回弹性，会对外力进行抵消，进而将形变消除，达到增加复合板材的抗压能力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯复合
，具体涉及一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是一种发展迅速的新型高分子聚合物材料，仅几十年过去便跻身到世界用量最大的高分子材料的前列。学者们研究了具有不同功能的PUE来满足各个行业对其不同的需求。这些性能良好的PUE被广泛应用于鞋材、电缆、服装、汽车、医药卫生、管材、薄膜和片材等许多领域。但是在现实的使用中，较高的温度下聚氨酯的热稳定性和尺寸稳定性差，分子链运动过程会导致其内生热严重，会使聚氨酯在使用过程中受到一定的限制。短纤维/弹性体复合材料的力学性能取决于纤维含量、纤维长宽比、纤维分散性、纤维取向和纤维与基体的相互作用。纤维与基体之间的界面粘合力对增强基体起着重要作用。由于应力传递发生在界面处，因此界面作用力影响力学、动态力学和流变学特性，而纤维和基体的化学结构决定了复合材料的界面黏附程度，从而决定了复合材料的强度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材及其制备方法，解决了现阶段聚氨酯板材机械强度一般，影响正常使用的问题。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的制备方法，具体包括如下步骤：
[0006]步骤S1：将聚四氢呋喃醚二醇
‑
2000和甲苯二异氰酸酯混合，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为80
‑
85℃的条件下，进行反应2
‑
3h，制得预聚体；
[0007]步骤S2：将预聚体、扩链剂、增强纤维和NMP混合，在温度为60
‑
70℃的条件下，进行反应1
‑
1.5h后，加入三乙胺，继续反应30
‑
40mi n，加入模具中，在温度为110
‑
115℃的条件下，保温处理8
‑
10h，制得复合板材。
[0008]进一步，步骤S1所述的聚四氢呋喃醚二醇
‑
2000和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1:2。
[0009]进一步，步骤S2所述的预聚体、扩链剂、增强纤维、NMP和三乙胺的用量比为20g:0.56g:0.5g:5mL:0.82g。
[0010]进一步，所述的扩链剂由如下步骤制成：
[0011]将马来酸酐和乙醇混合均匀，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为0
‑
3℃的条件下，搅拌并滴加乙醇胺，搅拌处理1
‑
1.5h后，升温至85
‑
90℃，进行反应3
‑
4h，制得扩链剂。
[0012]进一步，所述的马来酸酐和乙醇胺的摩尔比为1:1。
[0013]进一步，所述的增强纤维由如下步骤制成：
[0014]步骤B1：将双(4
‑
硝基苯基)甲酮、氢氧化钠、锌粉和乙醇混合均匀，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为80
‑
90℃的条件下，进行反应3
‑
5h后，调节pH值为5
‑
6，制得中间体1，将铁
粉、去离子水和冰醋酸混合均匀，加热至沸腾，保温3
‑
5mi n，加入中间体1，回流反应至反应液呈乳白色，制得中间体2，将中间体2、2
‑
呋喃乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合均匀，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为110
‑
120℃的条件下，进行反应6
‑
8h，制得中间体3；
[0015]步骤B2：将酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸钠、五水合硫酸铜、甲醛和去离子水混合均匀，在转速为300
‑
500r/mi n，温度为40
‑
50℃的条件下，搅拌并加入氧化石墨烯和氢氧化钠，搅拌10
‑
15mi n，制得预处理石墨烯，将预处理石墨烯分散在二氯亚砜中，加入DMF，在温度为80
‑
85℃的条件下，回流反应2
‑
3h后，过滤去除滤液，制得强化载体；
[0016]步骤B3：将强化载体、5
‑
羟基间二甲酸、碳酸钾和DMF混合均匀，在转速为200
‑
300r/mi n，温度为50
‑
60℃的条件下，搅拌3
‑
4h，过滤去除滤液，制得预处理载体，将预处理载体分散在二氯亚砜中，加入DMF，再在温度为80
‑
85℃的条件下，回流反应3
‑
5h后，过滤去除滤液，烘干制得改性载体；
[0017]步骤B4：将氯化锂、PEG400和NMP混合均匀，在转速为300
‑
500r/mi n，温度为90
‑
100℃的条件下，搅拌1
‑
1.5h后，降至室温加入中间体3，再在转速为500
‑
800r/mi n，温度为3
‑
5℃的条件下，加入改性载体，进行反应4
‑
6h后，加入去离子水，在转速为1200
‑
1500r/mi n的条件下，搅拌破碎，再干燥制得增强纤维。
[0018]进一步，步骤B1所述的双(4
‑
硝基苯基)甲酮、氢氧化钠、锌粉和乙醇的用量比为1g:1g:1g:10mL，铁粉、去离子水、冰醋酸和中间体1的用量比为9g:20mL:1mL:3g，中间体2和2
‑
呋喃乙酸的摩尔比为1:1，对甲基苯磺酸的用量为中间体2和2
‑
呋喃乙酸质量和的3
‑
5％。
[0019]进一步，步骤B2所述的酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸钠、五水合硫酸铜、甲醛、去离子水、氧化石墨烯和氢氧化钠的用量比为20g:25g:20g:15g:1L:10g:20g，预处理石墨烯、二氯亚砜和DMF的用量比为1g:10mL:0.5mL。
[0020]进一步，步骤B3所述的强化载体、5
‑
羟基间二甲酸和碳酸钾的用量比为1g:10mmo l:10mmo l，预处理载体、二氯亚砜和DMF的用量比为1g:10mL:0.5mL。
[0021]进一步，步骤B4所述的氯化锂、PEG400、NMP、中间体3、改性载体和去离子水的用量比为8.2g:5g:100mL:15g:3g:200mL。
[0022]本专利技术的有益效果：本专利技术在制备一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的过程中制备了扩链剂和增强纤维，扩链剂以马来酸酐和乙醇为原料进行反应，再加热闭环，制得扩链剂，增强纤维以双(4
‑
硝基苯基)甲酮为原料，将酮基转化为羟基，制得中间体1，将中间体1还原，使得硝基转变为氨基，制得中间体2，将中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤S1：将聚四氢呋喃醚二醇
‑
2000和甲苯二异氰酸酯混合反应，制得预聚体；步骤S2：将预聚体、扩链剂、增强纤维和NMP混合反应后，加入三乙胺，继续反应，再加入模具中，保温处理，制得复合板材。2.根据权利要求1所述的一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：所述的扩链剂由如下步骤制成：将马来酸酐和乙醇混合搅拌并滴加乙醇胺，搅拌处理后，升温反应，制得扩链剂。3.根据权利要求2所述的一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：所述的马来酸酐和乙醇胺的摩尔比为1:1。4.根据权利要求1所述的一种高抗压纤维增强聚氨酯复合板材的制备方法，其特征在于：所述的增强纤维由如下步骤制成：步骤B1：将双(4
‑
硝基苯基)甲酮、氢氧化钠、锌粉和乙醇混合反应后，调节pH值为酸性，制得中间体1，将铁粉、去离子水和冰醋酸混合均匀，加热保温，加入中间体1，回流反应至反应液呈乳白色，制得中间体2，将中间体2、2
‑
呋喃乙酸、对甲基苯磺酸和DMF混合反应，制得中间体3；步骤B2：将酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸钠、五水合硫酸铜、甲醛和去离子水混合搅拌并加入氧化石墨烯和氢氧化钠，搅拌处理制得预处理石墨烯，将预处理石墨烯分散在二氯亚砜中，加入DMF，回流反应后，过滤去除滤液，制得强化载体；步骤B3：将强化载体、5
‑
羟基间二甲酸、碳酸钾和DMF混合搅拌，过滤去除滤液，制得预处理载体，将预处理载体分散在二氯亚砜中，加入DMF，回流反应后，过滤去除滤液，烘干制得改性载体；步骤B4：将氯化锂、PEG40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆涛，陆菊林，宋明健，
申请(专利权)人：浙江恒亿达复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：