技术领域
[0001] 本
发明属于塑料技术领域，涉及一种改性聚氨酯发泡塑料，本发明还涉及该改性聚氨酯发泡塑料的制备方法。
背景技术
[0002] 聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料，由异氰酸酯(
单体)与羟基化合物聚合而成。由于含极强性的氨基
甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、
耐磨性、耐老化性和粘合性。
[0003] 聚氨酯发泡塑料是一种较好的原材料，是由聚醚多元醇和异氰酸酯在发泡剂作用下制得的
泡沫制品，具有优良的保温性能、
力学性能、电学性能、声学性能和耐化学品性能等，广泛应用于
冰箱、冷柜、建筑节能、沙发、
床垫、
鞋材、高档家具等领域。但是聚氨酯发泡塑料柔韧性较差，在特殊行业达不到要求。如何制备一种韧性好、力学性能优异的聚氨酯泡沫塑料称为目前需要解决的技术问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决上述提到的
现有技术中的不足，提供一种改性聚氨酯发泡塑料及其制备方法，该改性聚氨酯发泡塑料气泡均匀、
质量轻、韧性好、耐磨损，
各向异性、
隔热性能优异。
[0005] 为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120-150份、聚酯多元醇100-120份、玻璃
纤维布20-30份、
硅烷
偶联剂0.6-1份、
钛酸酯偶联剂0.4-0.8份、单甘脂0.6-1份、三
乙醇胺3-5份、
碳纳米管10-20份、低
密度聚乙烯20-30份、芳纶浆粕20-30份、陶瓷纤维10-20份、偶氮二甲酰胺1-2份、泡沫稳定剂0.3-0.5份、十二烷基
硫酸钠1-2份、抗
氧剂0.6-1份。
[0007] 优选的，一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、聚酯多元醇100份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.6份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺3份、
碳纳米管10份、低密度聚乙烯20份、芳纶浆粕20份、陶瓷纤维10份、偶氮二甲酰胺1份、泡沫稳定剂0.3份、十二烷基硫酸钠1份、抗氧剂0.6份。
[0008] 优选的，一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、聚酯多元醇120份、玻璃纤维布30份、硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂0.8份、单甘脂1份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕30份、陶瓷纤维20份、偶氮二甲酰胺2份、泡沫稳定剂0.5份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂1份。
[0009] 优选的，一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯135份、聚酯多元醇110份、玻璃纤维布25份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.6份、单甘脂0.8份、三乙醇胺4份、碳纳米管15份、低密度聚乙烯25份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠1.5份、抗氧剂0.8份。
[0010] 优选的，一种改性聚氨酯发泡塑料，聚酯多元醇为
己二酸酯、聚己内酯、聚碳酸酯中的一种或多种。
[0011] 优选的，一种改性聚氨酯发泡塑料，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168的混合物。
[0012] 本发明的另一目的是提供一种改性聚氨酯发泡塑料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)称取玻璃纤维布
耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无
水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
[0014] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入
微波干燥机进行微波干燥，微波干燥
温度为150-200℃，时间为1-3min；
[0015] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米
研磨机，进行研磨，得混合粉末；
[0016] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后，加入其重量5倍的丙
酮，搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂，在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后，除去丙酮，得处理后的混合物料；
[0017] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入
搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀，得到混炼料；
[0018] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0020] (1)本发明生产的改性聚氨酯发泡塑料以异氰酸酯和聚酯多元醇为主料，并与玻璃纤维、碳纳米管、芳纶浆粕配合作用，使制得的聚氨酯发泡塑料制品的气泡均匀、质量轻、韧性好、耐磨损，各向异性、隔热性能优异。
[0021] (2)本发明的改性聚氨酯发泡塑料的生产过程中，选取废弃的玻璃纤维布下脚料为原料，变废为宝，既降低了原料成本，
循环经济，又进一步提高了聚氨酯的耐热性、耐
腐蚀性，提高了聚氨酯的韧性、抗疲劳性以及低温抗裂性，大大提高了聚碳酸酯的力学性能，制备方法中，将玻璃纤维小段料现进行微波干燥处理后，再进行纳米研磨，微波干燥处理后，使得小段料变脆，再纳米研磨时，就会减少研磨时间而达到所需要的粒度，节省生产时间；所有原材料共混后相容性好，挤出后不会发生析出现象，以影响聚氨酯塑料的力学性能。
[0022] (3)本发明配方中的芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维首先进行改性，碳纳米管具有高模量和高强度，芳纶浆粕的主干纤维表面松散附着大量超细纤维，陶瓷纤维质轻、加工性能好，然后将它们用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂进行预处理及偶联剂改性后，表面能显著降低，与其他物料间交联性和分散性好，避免芳纶浆粕、碳纳米管在物料间的团聚现象，在异氰酸酯、聚酯多元醇和其他物料中掺入改性后的芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维，可显著改善聚氨酯泡沫塑料的物理韧性、耐热
稳定性、力学性能及可加工性。
[0023] (4)本发明的制备方法中，偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠配合作用，发泡稳定，与主料混合均匀并配合作用，使本发明的气泡均匀，外观无明显缩印，而且降低了导热系数，提高了产品的隔热性能。
具体实施方式
[0024] 为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面通过
实施例对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以
权利要求书为准。
[0025] 实施例1
[0026] 一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、己二酸酯100份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.6份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺3份、碳纳米管10份、低密度聚乙烯20份、芳纶浆粕20份、陶瓷纤维10份、偶氮二甲酰胺1份、泡沫稳定剂0.3份、十二烷基硫酸钠1份、抗氧剂0.6份。
[0027] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
[0028] (1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
[0029] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，微波干燥温度为150-200℃，时间为1-3min；
[0030] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得混合粉末；
[0031] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后，加入其重量5倍的丙酮，搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂，在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后，除去丙酮，得处理后的混合物料；
[0032] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀，得到混炼料；
[0033] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。
[0034] 实施例2
[0035] 一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯150份、己二酸酯60份、聚己内酯60份、玻璃纤维布30份、硅烷偶联剂1份、钛酸酯偶联剂0.8份、单甘脂1份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕30份、陶瓷纤维20份、偶氮二甲酰胺2份、泡沫稳定剂0.5份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂1份。
[0036] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
[0037] (1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
[0038] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，微波干燥温度为150-200℃，时间为1-3min；
[0039] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得混合粉末；
[0040] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后，加入其重量5倍的丙酮，搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂，在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后，除去丙酮，得处理后的混合物料；
[0041] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀，得到混炼料；
[0042] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。
[0043] 实施例3
[0044] 一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯135份、聚碳酸酯110份、玻璃纤维布25份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.6份、单甘脂0.8份、三乙醇胺4份、碳纳米管15份、低密度聚乙烯25份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠1.5份、抗氧剂0.8份。
[0045] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
[0046] (1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
[0047] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，微波干燥温度为150-200℃，时间为1-3min；
[0048] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得混合粉末；
[0049] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后，加入其重量5倍的丙酮，搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂，在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后，除去丙酮，得处理后的混合物料；
[0050] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀，得到混炼料；
[0051] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。
[0052] 实施例4
[0053] 一种改性聚氨酯发泡塑料，制成该改性聚氨酯发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：异氰酸酯120份、己二酸酯20份、聚己内酯50份、聚碳酸酯30份、玻璃纤维布20份、硅烷偶联剂0.8份、钛酸酯偶联剂0.4份、单甘脂0.6份、三乙醇胺5份、碳纳米管20份、低密度聚乙烯30份、芳纶浆粕25份、陶瓷纤维15份、偶氮二甲酰胺1.5份、泡沫稳定剂0.4份、十二烷基硫酸钠2份、抗氧剂0.8份。
[0054] 所述改性聚氨酯发泡塑料的制备方法包括以下步骤：
[0055] (1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；
[0056] (2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，微波干燥温度为150-200℃，时间为1-3min；
[0057] (3)将步骤(2)微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得混合粉末；
[0058] (4)将芳纶浆粕、碳纳米管、陶瓷纤维预混后，加入其重量5倍的丙酮，搅拌30min后加入硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、单甘脂，在50-60℃水浴中恒温搅拌12h后，除去丙酮，得处理后的混合物料；
[0059] (5)将异氰酸酯、聚酯多元醇、三乙醇胺、低密度聚乙烯放入搅拌机中搅拌混合均匀，并升温至160-170℃至搅拌机中全部物料熔融混合均匀后，加入偶氮二甲酰胺、泡沫稳定剂、十二烷基硫酸钠、抗氧剂、步骤(4)处理后的混合物料密闭混合均匀，得到混炼料；
[0060] (6)将步骤(5)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的改性聚氨酯发泡塑料。
[0061] 性能测试
[0062] 本发明还对实施例1-4所制备的改性聚氨酯发泡塑料的性能进行了测试，测试结果如表1所示。
[0063] 表1改性聚氨酯发泡塑料的性能测试结果
[0064]
[0065] 上述测试结果表明，本发明所制备的改性聚氨酯泡沫塑料泡孔结构较规则、泡孔致密，具有较低的导热系数，隔热性能、力学性能好。
[0066] 以上所述是本发明的优选实施方式，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择，或者对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，通过任何合适的方式进行组合等，这些等效替换及辅助成分的添加、具体技术特征的组合等也视为本发明的保护范围。
