CN111138845A - 一种片状模塑料、纤维增强复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纤维增强复合材料的制备方法，属于高分子合成及纤维增强复合材料制备领域。该方法包括：步骤一、羟基封端聚氨酯预聚体的合成；步骤二、含双键和羧基等功能基团的引入；步骤三、加入稀释剂完成树脂制备；步骤四、按照配方进行片材制备；步骤五、在模压设备上将片材高温压制成成品。与传统技术相比，本发明具有如下优点：本发明中的树脂、片材及复合材料成品压制过程中十分环保，无任何不愉快气味产生；无需新增任何设备，不改变原有工艺；最终复合材料产品性能较传统不饱和树脂具有明显提升。
Description
技术领域
本发明属于高分子合成及纤维增强复合材料制备领域，尤其是一种片状模塑料、纤维增强复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
模压工艺是一种先进的复合材料成型方法，使用时将由树脂和纤维通过一定工艺制备的仍有反应活性的片状模塑料（俗称“片材”）放置在加热到一定温度的模具中加热加压，片材在模具中经历高温熔化和固化，脱模即得所需产品。该工艺具有生产成本低、效率高、可制备形状复杂产品且产品力学性能优异的特点，在汽车、医疗卫生、体育用品、汽车、建筑、防腐及航空航天领域已经得到十分广泛的应用。
片材是由树脂、纤维和填料等经过压紧、揉捏等工艺制备而成，树脂主要采用具有一定羧酸值的不饱和聚酯或乙烯基树脂，羧酸的作用是通过同氧化镁等增稠剂形成配位键实现粘度逐步增大，但是现有技术中不饱和聚酯和乙烯基树脂多是采用苯乙烯作交联剂，如专利CN201711401415.X、CN200610010149.3、CN201611251408.1、CN201910201637.X、CN201711381755.0、CN201910113787.5和CN201310404436.2等。苯乙烯气味大，不仅对环境和操作人员健康有损害，其终端产品在使用过程中也存在残余苯乙烯的VOC问题，这使得片材制造企业和采购片材通过模压法制备复合材料的企业均存在环保问题。
为解决不饱和聚酯和乙烯基树脂的环保性问题，专利CN201780071566.5公开了一种环氧和聚氨酯树脂混杂体系，通过在不含羟基的环氧树脂和双氰胺、三聚氰胺和多种酸酐等潜固化剂的体系中加入异氰酸酯和多元醇，利用异氰酸酯和多元醇的反应实现整个体系的增稠，制成片材后利用环氧树脂和潜固化剂的反应实现产品的交联固化，这种方法可以解决环保性问题，但是该技术要求环氧树脂不能含有羟基，这就将市场上主流的环氧树脂排除在外，只能选用缩水甘油醚类环氧树脂，适用种类少，且这类树脂价格昂贵，大大提高了生产成本；专利CN201480039738.7和CN110234675A都公开了一种环氧树脂及片材制造技术，通过在环氧树脂中加入由低温下具备固化功能的氨类固化剂和高温下才具备固化功能的潜固化剂组成的固化剂体系，利用氨类固化剂在低温下实现环氧树脂的增稠，制成片材后利用环氧树脂和潜固化剂的反应实现产品的交联固化，该技术可以解决环保性问题，也扩大了环氧树脂的适用种类，但是该种技术手段最终固化效率较传统树脂的自由基固化要慢，生产效率低，且环氧树脂较传统树脂在价格上也有明显提高。
为彻底解决片材制备及压制复合材料产品过程中的环保问题，且不改变原有生产工艺、不明显提高产品成本，本发明在解决了聚氨酯树脂的增稠问题前提下，提供了一种基于聚氨酯树脂的、不含苯乙烯的羧基化树脂,采用传统增稠工艺制备片材并进行复合材料制备的技术手段，本发明中以聚氨酯树脂制备SMC片材、采用模压工艺制备聚氨酯基复合材料的技术尚未见任何报道。
发明内容
发明目的：提供一种片状模塑料、纤维增强复合材料及其制备方法和应用，以解决传统片材及模压复合材料生产过程中的环保问题。
技术方案：本发明提供一种纤维增强复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、羟基封端聚氨酯预聚体的合成：
将聚合物二元醇加热到90-120℃并抽真空1-2小时，降温至60-90℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比（2-2.2）:1的比例加入异氰酸酯化合物或混合物，反应1-4小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
步骤二、引入双键和羧基功能基团：
将步骤一中预聚体升温至90-140℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:（1-1.2）的比例，加入含有双键的酸酐类化合物及一定重量的催化剂和阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应1-4小时，将双键和羧基功能基团引入到步骤一中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
步骤三、加入稀释剂完成树脂制备：
加入一定数量的含有双键等功能基团的稀释剂，降温至常温，完成树脂制备。
步骤四、片状模塑料的制备：
按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备，
树脂部分：
步骤三中制备的聚氨酯树脂 60-70份
抗收缩剂 20-40份
阻聚剂 0.1-0.3份
引发剂 2-5份
脱模剂 5-10份
增稠剂 5-10份
填料 60-100份
纤维部分：
增强纤维 70-100份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
步骤五、在模压设备上将片材高温压制成成品：
将步骤四制备的片材放置于熟化室40～60℃保温18～24小时或常温1周，取出置于模压设备上进行高温压制3-5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
作为一个优选方案，所述步骤二中所述的含有双键的酸酐类化合物为马来酸酐（顺丁烯二酸酐）、甲基四氢苯酐和甲基纳迪克酸酐中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤二中所述的催化剂为三苯基膦、三乙胺中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤二中所述的催化剂的量为反应体系总重量的0-1%。
作为一个优选方案，所述步骤二中所述的阻聚剂为甲基氢醌、邻甲基对苯二酚中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤二中所述的阻聚剂的量为反应体系总重量的0.1-0.3%。
作为一个优选方案，所述步骤三中所述的稀释剂为乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、一缩二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、5-降冰片烯-2-甲醇丙烯酸酯中的一种或几种。
作为一个优选方案，所述步骤三中所述的稀释剂的添加量为树脂总重量的25%-50%。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的抗收缩剂为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和聚醋酸乙烯酯中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的阻聚剂为对苯二酚、氢醌、甲基氢醌、邻甲基对苯二酚、对羟基苯甲醚中的一种或几种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的引发剂为过氧化苯甲酸书叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或几种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的增稠剂为氧化镁、氢氧化镁、氧化钙和氢氧化钙中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的填料为碳酸钙、氢氧化铝和玻璃微珠中的一种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的一种或几种。
作为一个优选方案，所述步骤四中所述的增强纤维长度为0.5-6cm。
作为一个优选方案，所述步骤五中的高温为80-150℃。
本发明还提供一种片状模塑料，以质量份数计，按照如下重量份数制备，
树脂部分：
聚氨酯树脂 60-70份
抗收缩剂 20-40份
阻聚剂 0.1-0.3份
引发剂 2-5份
脱模剂 5-10份
增稠剂 5-10份
填料 60-100份
纤维部分：
增强纤维 70-100份；
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
其中，所述聚氨酯树脂基于上述制备方法中得到的树脂、树脂溶液或其组合物；或，采用中与步骤一～步骤三中的反应原理或合成路线一致的可增稠的聚氨酯合成方法制备得到的树脂、树脂溶液或其组合物。
本发明还提供一种纤维增强复合材料，将上述片状模塑料放置于熟化室40～60℃保温18～24小时、或常温1周，取出置于模压设备上进行高温压制3-5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模，得到的复合材料。
本发明还提供一种纤维增强复合材料应用，该纤维增强复合材料应用可以于汽车、医疗卫生、体育用品、汽车、建筑、防腐及航空航天领域。
有益效果：本发明涉及一种片状模塑料、纤维增强复合材料及其制备方法和应用，相比现有技术工艺，本发明手段具有如下优点：（1）环保性能优异，本发明的树脂中不含有苯乙烯及其他易挥发、有气味的小分子单体，本发明所涉及到的树脂生产、片材制备、复合材料压制及复合材料产品应用环节的全产业链无任何有机物挥发，对人和环境十分友好；（2）工艺简单，本发明解决了聚氨酯树脂不易增稠的难题，使其具备与传统不饱和树脂相似的增稠机理和可增稠功能，所有厂家无需新增设备或对新树脂操作人员进行培训，仅将原有树脂改为本发明提供树脂即可大幅改善环保性问题；（3）成本无明显提高，本发明是在聚氨酯树脂原材料的基础上进行改性，并最终采用自由基的固化方式固化。我国聚氨酯树脂原材料产能巨大，原材料便宜，改性后的氨基甲酸酯基树脂价格低于技术背景中提到的环保型的环氧树脂价格，同不饱和树脂和乙烯基树脂相比，价格基本持平；（4）性能明显提高，本发明涉及的复合材料为聚氨酯树脂基复合材料，聚氨酯树脂本身的特性为最终法人复合材料产品赋予了优异的抗冲击等力学性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明，所述的实施例的示例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术和反应条件者，可按照本领域内的文献所描述的技术或条件或产品说明书进行。凡未注明厂商的试剂、仪器或设备，均可通过市售获得。
实施例1
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将400g分子量为400g/mol的聚环氧丙烷醚二元醇加热到120℃并抽真空1小时，降温至90℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入125g（0.5mol）4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），反应1小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至140℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有98g（1mol）马来酸酐和1.87g（0.3%）甲基氢醌阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应1小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入191g（25%）乙二醇二丙烯酸酯，降温至常温，完成树脂制备。
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 70份
聚苯乙烯20份
甲基氢醌0.1份
过氧化苯甲酸书叔丁酯2份
硬脂酸锌5份
氧化镁5份
氢氧化铝100份
纤维部分：
6cm玻璃纤维 100份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于熟化室40℃24小时，取出置于模压设备上进行高温压制3分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
实施例2
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将1000g分子量为1000g/mol的聚己二酸丁二醇酯加热到100℃并抽真空2小时，降温至60℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入133g（1mol-NCO基团）聚合二苯基甲烷二异氰酸酯（聚合MDI），反应4小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至90℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有166g（1mol）甲基四氢苯酐、12.99g（1%）三苯基膦催化剂和1.3g（0.1%）邻甲基对苯二酚阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应4小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入1150g（50%）二缩三乙二醇二丙烯酸酯，降温至常温，完成树脂制备。
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 60份
聚丙烯酸酯40份
邻甲基对苯二酚0.3份
过氧化苯甲酰5份
硬脂酸钙10份
氧化镁 10份
氢氧化铝 60份
纤维部分：
0.5cm玻璃纤维 70份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于室温放置一周，取出置于模压设备上进行高温压制5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
实施例3
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将2000g分子量为2000g/mol的聚苯酐乙二醇酯加热到90℃并抽真空2小时，降温至80℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入88g（0.5mol）甲苯二异氰酸酯（TDI），反应2小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至120℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有178g（1mol）甲基纳迪克酸酐、6.79g（0.3%）三乙胺催化剂和4.53g（0.2%）邻甲基对苯二酚阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应2小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入1220g（35%）三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，降温至常温，完成树脂制备。
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 65份
聚醋酸乙烯酯30份
氢醌0.3份
过氧化二异丙苯3份
硬脂酸镁8份
氢氧化镁7份
碳酸钙80份
纤维部分：
4cm碳纤维 80份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于室温放置一周，取出置于模压设备上进行高温压制4分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
实施例4
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将600g分子量为600g/mol的聚四氢呋喃醚二元醇加热到90℃并抽真空2小时，降温至70℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入111g（0.5mol）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），反应3小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至100℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有178g（1mol）甲基纳迪克酸酐、4.45g（0.5%）三苯基膦催化剂和0.89g（0.3%）甲基氢醌阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应3小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入592g（40%）聚丙二醇二丙烯酸酯，降温至常温，完成树脂制备。
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 68份
聚醋酸乙烯酯 25份
对羟基苯甲醚0.1份
邻甲基对苯二酚0.2份
过氧化二碳酸二异丙酯4份
硬脂酸锌6份
氧化钙8份
玻璃微珠90份
纤维部分：
2cm玄武岩纤维 90份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于熟化室40℃保温24小时，取出置于模压设备上进行高温压制3.5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
实施例5
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将1000g分子量为1000g/mol的端羟基聚丁二烯加热到100℃并抽真空2小时，降温至75℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入100g（0.4mol）4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯和25g（0.1mol）2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯组成的混合物，反应2.5小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至130℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有98g（1mol）马来酸酐、9.78g（0.8%）三乙胺催化剂和1.83g（0.15%）邻甲基对苯二酚阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应2.3小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入132g（20%）聚丙二醇二丙烯酸酯和165g（25%）一缩二乙二醇二丙烯酸酯组成的混合物，降温至常温，完成树脂制备；
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 62份
聚苯乙烯33份
对羟基苯甲醚 0.18份
过氧化二碳酸二异丙酯2份
过氧化苯甲酰1份
硬脂酸钙9份
氢氧化钙 5.5份
氢氧化铝75份
纤维部分：
5cm芳纶纤维 78份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于室温放置一周，取出置于模压设备上进行高温压制4.5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
实施例6
第一步：羟基封端聚氨酯预聚体的合成：将500g分子量为1000g/mol的聚四氢呋喃醚二元醇和750g分子量为1500g/mol的聚环氧丙烷醚二元醇加热到120℃并抽真空1小时，降温至85℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比2:1的比例加入84g（0.5mol）六亚甲基二异氰酸酯，反应4小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体。
第二步：将第一步中预聚体升温至105℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:1的比例，加入含有98g（1mol）马来酸酐、6.44g（0.45%）三乙胺催化剂和0.72g（0.05%）邻甲基对苯二酚阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应3小时，将双键和羧基功能基团引入到第一步中合成的聚氨酯预聚体的分子链上。
第三步：加入614g（30%）己二醇二异氰酸酯，降温至常温，完成树脂制备。
第四步：按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备：
树脂部分：
前三步制备的聚氨酯树脂 64份
聚丙烯酸酯38份
邻甲基对苯二酚0.28份
过氧化苯甲酸叔丁酯2.2份
硬脂酸镁6.8份
氢氧化钙 7.5份
碳酸钙95份
纤维部分：
4cm碳纤维40份
6cm 玻璃纤维45份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
第五步：将第四步制备的片材放置于室温放置一周，取出置于模压设备上进行高温压制5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
对比例1-4
采用市售用于模压和SMC工艺的不饱和聚酯树脂作为基体树脂，分别采用同实施例1-4对应相同的片材制造配方、模压工艺参数等制造片材并压制成复合材料成品进行性能测试
对比例5-6
采用市售用于模压和SMC工艺的环氧树脂作为基体树脂，分别采用同实施例5-6对应相同的片材制造配方（引发剂和增稠剂除外）、压工艺参数等制造片材并压制成复合材料成品进行性能测试树脂的气味测试如下表。
测试数据如下：
注：测试样条尺寸：100mm×10mm×3mm；测试标准：GB/T 13096。
从上表可以看出，本发明的树脂具有优异的环保性能，片材在保存时间上同不饱和聚酯树脂相当，长于环氧树脂片材，在力学性能上较现有技术中的不饱和聚酯树脂和环氧树脂都有更优异的表现。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (9)
1.一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、羟基封端聚氨酯预聚体的合成：
将聚合物二元醇加热到90-120℃并抽真空1-2小时，降温至60-90℃，按照羟基和异氰酸酯基团摩尔比（2-2.2）:1的比例加入异氰酸酯化合物或混合物，反应1-4小时，得到羟基封端的聚氨酯预聚体；
步骤二、引入双键和羧基功能基团：
将步骤一中预聚体升温至90-140℃，按照羟基和酸酐基团摩尔比1:（1-1.2）的比例，加入含有双键的酸酐类化合物及一定重量的催化剂和阻聚剂，进行羟基对酸酐的开环酯化反应，并继续反应1-4小时，将双键和羧基功能基团引入到步骤一中合成的聚氨酯预聚体的分子链上；
步骤三、加入稀释剂完成树脂制备：
加入一定数量的含有双键等功能基团的稀释剂，降温至常温，完成树脂制备；
步骤四、片状模塑料的制备：
按照如下配方及重量份数进行树脂和片材制备，
树脂部分：
步骤三中制备的聚氨酯树脂 60-70份
抗收缩剂 20-40份
阻聚剂 0.1-0.3份
引发剂 2-5份
脱模剂 5-10份
增稠剂 5-10份
填料 60-100份
纤维部分：
增强纤维 70-100份
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材；
步骤五、在模压设备上将片材高温压制成成品：
将步骤四制备的片材放置于熟化室40～60℃保温18～24小时或常温1周，取出置于模压设备上进行高温压制3-5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模。
2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，
所述的含有双键的酸酐类化合物为马来酸酐（顺丁烯二酸酐）、甲基四氢苯酐和甲基纳迪克酸酐中的一种；
所述的催化剂为三苯基膦、三乙胺中的一种；
所述的催化剂的量为反应体系总重量的0-1%；
所述的阻聚剂为甲基氢醌、邻甲基对苯二酚中的一种；
所述的阻聚剂的量为反应体系总重量的0.1-0.3%。
3.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，
所述的稀释剂为乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、一缩二乙二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、5-降冰片烯-2-甲醇丙烯酸酯中的一种或几种；
所述的稀释剂的添加量为树脂总重量的25%-50%。
4.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，
所述的抗收缩剂为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和聚醋酸乙烯酯中的一种；
所述的阻聚剂为对苯二酚、氢醌、甲基氢醌、邻甲基对苯二酚、对羟基苯甲醚中的一种或几种；
所述的引发剂为过氧化苯甲酸书叔丁酯、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸二异丙酯中的一种或几种；
所述的脱模剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸镁中的一种；
所述的增稠剂为氧化镁、氢氧化镁、氧化钙和氢氧化钙中的一种；
所述的填料为碳酸钙、氢氧化铝和玻璃微珠中的一种；
所述的增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维中的一种或几种；
所述的增强纤维长度为0.5-6cm。
5.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤五中的高温为80-150℃。
6.一种片状模塑料，其特征在于，以质量份数计，按照如下重量份数制备，
树脂部分：
聚氨酯树脂 60-70份
抗收缩剂 20-40份
阻聚剂 0.1-0.3份
引发剂 2-5份
脱模剂 5-10份
增稠剂 5-10份
填料 60-100份
纤维部分：
增强纤维 70-100份；
将按上述配方配置的树脂投入搅拌设备，搅拌均匀制得树脂糊，将树脂糊与增强纤维在片材机组上进行浸渍，再经过压紧、揉捏工序制成片材。
7.根据权利要求6所述的片状模塑料，其特征在于，所述聚氨酯树脂基于权利要求1～5任一项所述的制备方法得到的树脂、树脂溶液或其组合物；或，采用中与步骤一～步骤三中的反应原理或合成路线一致的可增稠的聚氨酯合成方法制备得到的树脂、树脂溶液或其组合物。
8.一种基于权利要求7所述片状模塑料制备得到的纤维增强复合材料，其特征在于，将所述片材放置于熟化室40-60℃保温18-24小时、或常温1周，取出置于模压设备上进行高温压制3-5分钟，利用高温先使片状模塑料熔化、流动并充满模腔，而后其中的双键在引发剂的作用下交联固化成固体并脱模，得到的复合材料。
9.一种权利要求8所述的纤维增强复合材料应用于汽车、医疗卫生、体育用品、汽车、建筑、防腐及航空航天领域。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111518383A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-08-11 | 常熟市华邦汽车复合材料有限公司 | 一种耐磨性强的smc模塑料及制备方法 |
| CN114426767A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-03 | 青岛东远新材料科技有限公司 | 一种片状模塑料及其制备方法 |
| CN114479001A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 四川东树新材料有限公司 | 双组分聚氨酯组合物 |
| CN115960455A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-04-14 | 亨弗劳恩(江苏)复合材料研发有限公司 | 一种彩色零收缩碳纤维增强smc片状模塑料及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3718295B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2005-11-24 | ジャパンコンポジット株式会社 | ビニルエステル樹脂組成物及び硬化物 |
| CN101243116A (zh) * | 2005-08-23 | 2008-08-13 | 库克复合材料和聚合物公司 | 包含具有衍生自脂肪族异氰酸酯单元的聚氨酯的聚酯-聚氨酯杂化树脂模塑组合物 |
| CN102174181A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-09-07 | 上海新天和树脂有限公司 | 耐老化不饱和聚酯树脂及其制备方法和用途 |
| CN108779268A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-11-09 | 科思创德国股份有限公司 | 制造纤维复合部件的方法 |
| CN109071840A (zh) * | 2016-05-13 | 2018-12-21 | 三菱化学株式会社 | 成型材料、片状模塑料及纤维增强复合材料 |
-
2020
- 2020-01-19 CN CN202010058995.2A patent/CN111138845A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3718295B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2005-11-24 | ジャパンコンポジット株式会社 | ビニルエステル樹脂組成物及び硬化物 |
| CN101243116A (zh) * | 2005-08-23 | 2008-08-13 | 库克复合材料和聚合物公司 | 包含具有衍生自脂肪族异氰酸酯单元的聚氨酯的聚酯-聚氨酯杂化树脂模塑组合物 |
| CN102174181A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-09-07 | 上海新天和树脂有限公司 | 耐老化不饱和聚酯树脂及其制备方法和用途 |
| CN108779268A (zh) * | 2016-03-04 | 2018-11-09 | 科思创德国股份有限公司 | 制造纤维复合部件的方法 |
| CN109071840A (zh) * | 2016-05-13 | 2018-12-21 | 三菱化学株式会社 | 成型材料、片状模塑料及纤维增强复合材料 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘辉等: "一种用于复合材料电缆支架的新型SMC树脂的制备和研究", 《化学试剂》 * |
| 邬国铭主编: "《高分子材料加工工艺学》", 31 July 2000, 中国纺织出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111518383A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-08-11 | 常熟市华邦汽车复合材料有限公司 | 一种耐磨性强的smc模塑料及制备方法 |
| CN114426767A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-03 | 青岛东远新材料科技有限公司 | 一种片状模塑料及其制备方法 |
| CN114479001A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 四川东树新材料有限公司 | 双组分聚氨酯组合物 |
| CN114479001B (zh) * | 2022-01-24 | 2024-04-02 | 四川东树新材料有限公司 | 双组分聚氨酯组合物 |
| CN115960455A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-04-14 | 亨弗劳恩(江苏)复合材料研发有限公司 | 一种彩色零收缩碳纤维增强smc片状模塑料及其制备方法 |
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