【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯材料，尤其涉及一种聚氨酯复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、树脂基的复合材料是通过片状模塑工艺或团状模塑工艺制备得到的，片状模塑工艺包含预浸片模塑工艺和预浸布模塑工艺，得到的复合材料应用领域广泛。片状模塑工艺或团状模塑工艺中使用最广泛的树脂是不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂。
2、现有片状模塑工艺或团状模塑工艺所采用的不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂制成的复合材料在25℃下储存至少有3个月的稳定期，便于复合材料的运输、储存和使用。但是不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂为了实现降低粘度的目的，都含有大量的苯乙烯、二苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等小分子，气味问题很严重，即使固化处理后，不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂中仍然会有大量的苯乙烯等小分子残余，成为挥发性有机化合物(volatile organiccompounds，简称为voc)的来源，从而产生挥发性有机化合物的问题，并使复合材料的总挥发性有机化合物(total volatile organic compounds，简称为tvoc)的值显著偏高，成为污染源，危害人体健康。
3、传统聚氨酯树脂基于异氰酸酯基团与羟基的加成聚合反应，发生交联固化，固化后力学性能优异，并且由于使用的都是高沸点原料，无上述类似的小分子残余以及小分子导致的tvoc问题；但传统聚氨酯树脂的反应活性高、固化快，使其操作时间非常短，传统聚氨酯树脂混合以后很快就固化交联变硬，不便裁剪且没有随型性，也不利于将其铺放在各种形状的模具里以压制成预定形状的制品。因此按照现有方法制备的传统聚氨酯树脂
4、因此，需要提供一种新的聚氨酯复合材料及其制备方法和应用以解决现有技术存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种聚氨酯复合材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中的聚氨酯树脂由于较硬而无法裁剪且无随型性的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术所述聚氨酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s0：提供异氰酸酯组分、反应性组分、自由基起始剂和增强材料，所述异氰酸酯组分包含至少一种有机异氰酸酯，所述反应性组分的平均每个分子包含至少一个活性氢，所述反应性组分的平均每个分子包含至少一个丙烯酸酯类双键，所述反应性组分的平均每个分子所含有的丙烯酸酯类双键和活性氢的数目之和不少于2.1；
4、s1：将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂和所述增强材料混合均匀以使所述至少一种有机异氰酸酯与活性氢发生加成聚合反应，得到预制模制体；
5、s2：将所述预制模制体通过固化处理以使所述至少一个丙烯酸酯类双键在所述自由基起始剂的作用下发生自由基聚合反应，得到所述聚氨酯复合材料。
6、本专利技术的所述聚氨酯复合材料的制备方法的有益效果在于：先使至少一种有机异氰酸酯与活性氢发生加成聚合反应，得到预制模制体，使得预制模制体的硬度能够满足片状模塑工艺或团状模塑工艺要求的半固化片状态，然后通过固化处理预制模制体以使至少一种丙烯酸酯类双键在自由基起始剂的作用下发生自由基聚合反应，得到聚氨酯复合材料。本专利技术的所述聚氨酯复合材料的制备方法解决了现有技术中的聚氨酯树脂由于较硬无法裁剪且无随型性的问题。
7、可选的，丙烯酸酯类双键更具体的可以是指甲基丙烯酸酯类双键和丙烯酸酯类双键，为简便起见，本文统称丙烯酸酯类双键。
8、可选的，所述固化处理的温度为60-280摄氏度，所述固化处理的压力为0.1-60兆帕。
9、可选的，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述自由基起始剂的含量为0.01-7％。
10、可选的，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和催化剂混合均匀以使所述加成聚合反应的速率加快，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述催化剂的含量大于0并小于等于5％。
11、可选的，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和不含双键的有机多元醇混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，所述不含双键的有机多元醇的羟值范围为20-1850，所述不含双键的有机多元醇的官能度为1.9-3.0。
12、可选的，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％。显然，所述反应性组分包含活性氢，不含双键的有机多元醇也包含活性氢；活性稀释剂除了包含活性双键，可选的，也可以包含活性氢，例如丙烯酸羟丁酯。
13、可选的，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料、不含双键的有机多元醇和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，且控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％
14、可选的，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和助剂混合均匀以调控所述预制模制体和所述聚氨酯复合材料的理化性能。
15、可选的，所述步骤s1中，首先将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分和所述自由基起始剂混合均匀以使所述至少一种有机异氰酸酯与活性氢发生加成聚合反应，得到预制模制体的树脂基体，然后将所述预制模制体的树脂基体加热熔融，再加入所述增强材料以使所述预制模制体的树脂基体充分浸润后，冷却到室温，得到预制模制体。
16、可选的，控制所述增强材料占所述聚氨酯复合材料的质量百分比为1-91％。
17、可选的，所述反应性组分的平均每个分子包含1-4个丙烯酸酯类基团，每个所述丙烯酸酯类基团包含所述丙烯酸酯类双键。
18、可选的，所述反应性组分的平均每个分子包含1.1-2.3个羟基，每个所述羟基包含所述活性氢。
19、可选的，所述反应性组分包含至少一种有机多元醇与丙烯酸类物质通过酯化反应得到的酯类产物，所述至少一种有机多元醇的平均每个分子具有至少2.1个所述活性氢。
20、可选的，所述至少一种有机多元醇包含至少一种聚醚多元醇，所述聚醚多元醇包含所述活性氢。
21、可选的，所述至少一种聚醚多元醇的平均官能度为2.1-6，羟值为25-1100毫克氢氧化钾/克。
22、本专利技术的另一目的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化处理的温度为60-280摄氏度，所述固化处理的压力为0.1-60兆帕。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述自由基起始剂的含量为0.01％-7％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和催化剂混合均匀以使所述加成聚合反应的速率加快，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述催化剂的含量大于0并小于等于5％。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和不含双键的有机多元醇混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，所述不含双键的有机多元醇的羟值范围
6.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料、不含双键的有机多元醇和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，且控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和助剂混合均匀以调控所述预制模制体和所述聚氨酯复合材料的理化性能。
9.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，首先将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分和所述自由基起始剂混合均匀以使所述至少一种有机异氰酸酯与活性氢发生加成聚合反应，得到预制模制体的树脂基体，然后将所述预制模制体的树脂基体加热熔融，再加入所述增强材料以使所述预制模制体的树脂基体充分浸润后，冷却到室温，得到预制模制体。
10.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，控制所述增强材料占所述聚氨酯复合材料的质量百分比为1-91％。
11.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述反应性组分的平均每个分子包含1-4个丙烯酸酯类基团，每个所述丙烯酸酯类基团包含所述丙烯酸酯类双键。
12.根据权利要求11所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述反应性组分的平均每个分子包含1.1-2.3个羟基，每个所述羟基包含所述活性氢。
13.根据权利要求12所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述反应性组分包含至少一种有机多元醇与丙烯酸类物质通过酯化反应得到的酯类产物，所述至少一种有机多元醇的平均每个分子具有至少2.1个所述活性氢。
14.根据权利要求13所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述至少一种有机多元醇包含至少一种聚醚多元醇，所述聚醚多元醇包含所述活性氢。
15.根据权利要求14所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述至少一种聚醚多元醇的平均官能度为2.1-6，羟值为25-1100毫克氢氧化钾/克。
16.一种聚氨酯复合材料，其特征在于，通过权利1-15中任一项所述的聚氨酯复合材料的制备方法制备得到。
17.一种如权利要求16所述的聚氨酯复合材料的应用，其特征在于，应用于制备汽车电池壳。
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化处理的温度为60-280摄氏度，所述固化处理的压力为0.1-60兆帕。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述自由基起始剂的含量为0.01％-7％。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和催化剂混合均匀以使所述加成聚合反应的速率加快，以占所述反应性组分的质量百分比计，控制所述催化剂的含量大于0并小于等于5％。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和不含双键的有机多元醇混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，所述不含双键的有机多元醇的羟值范围为20-1850，所述不含双键的有机多元醇的官能度为1.9-3.0。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将所述异氰酸酯组分、所述反应性组分、所述自由基起始剂、所述增强材料、不含双键的有机多元醇和活性稀释剂混合均匀以使活性氢与所述异氰酸酯发生加成聚合反应，控制所述不含双键的有机多元醇与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％，且控制所述活性稀释剂与所述反应性组分的质量比大于0并小于等于400％。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙国斌，贾荣姝，吉明磊，顾舜岩，管升阳，陈翠萍，
申请(专利权)人：道生天合材料科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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