[发明专利]一种双向增强的聚氨酯拉挤板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双向增强的聚氨酯拉挤板，包括如下重量百分比的组分：聚氨酯树脂10％‑30％；玻璃纤维增强材料70％‑90％；其中，所述玻璃纤维增强材料包括玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维毡，或者玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维布，或者玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维毡和玻璃纤维布。本发明还公开了一种双向增强的聚氨酯拉挤板的制备方法。本发明的双向增强的聚氨酯拉挤板通过无捻粗纱与毡、布的搭配，所得的制品具有高的横向拉伸强度，横向拉伸强度大于120MPa，同时径向拉伸强度也有提高。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种双向增强的聚氨酯拉挤板及其制备方法。

背景技术

拉挤成型工艺目前还处在高速发展阶段。从国内外发展趋势来看，主要为生产大尺寸、复杂截面、厚壁产品，发展重点为新型海洋用复合材料、电力传输、民用工程的结构组件、以及高层建筑项目。目前国外最厚的拉挤成型产品已达101.6mm，同时拉挤工艺也从模腔内“黑色艺术”发展到以更加科学的实验手段，反复验证研究模内固化动力学，同时借助于各种电子设备、树脂注射、模具设计等不断优化质量提高生产率，随着先进设备的发展，新工艺也将不断涌现。

传统的拉挤用树脂有聚酯、乙烯基酯、环氧树脂等，使用聚氨酯树脂进行拉挤是目前新开发的技术。德国拜耳材料科学公司正在大力推进这种技术的发展，并已成功制造出聚氨酯拉挤产品上市。这种新型双组份聚氨酯是把多元醇与一种高反应性的异氰酸酯混合形成的。与其他材料相比，聚氨酯拉挤工艺的优越性显而易见。它可以提高制品中玻璃纤维含量而使制品强度大大提高。例如，用玻璃纤维与聚氨酯树脂拉挤窗框，所得窗框的强度比PVC窗框高8倍，其导电性比铝低40倍，因而绝缘性能好很多。同时，因为聚氨酯拉挤窗框的脆性更小，它们不会开裂，从而经久耐用。

采用聚氨酯拉挤，通常采用玻璃纤维无捻粗纱作为纤维增强材料，玻纤的体积含量可以达到80％左右，而大多数非聚氨酯拉挤制品的纤维含量为60％。这样，更高的玻纤含量与性能更好的聚氨酯树脂相结合，打造了强度和刚度更好的聚氨酯拉挤型材。然而，采用玻璃纤维无捻粗纱作为纤维增强材料的聚氨酯拉挤板，在拉挤长度方向(径向)上拉伸强度很高，达到300～400MPa，甚至更高，但垂直于拉挤长度方向(横向)的拉伸强度很低，只有70～90MPa，一般低于100MPa，使聚氨酯拉挤在对横向拉伸强度有需要的特殊领域应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种双向增强的聚氨酯拉挤板及其制备方法。

本发明的第一个目的在于提供一种双向增强的聚氨酯拉挤板，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

聚氨酯树脂 10％-30％；

玻璃纤维增强材料 70％-90％；

其中，所述玻璃纤维增强材料包括玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维毡，或者玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维布，或者玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维毡和玻璃纤维布。

根据本发明的优选实施例，所述聚氨酯树脂包括聚氨酯A组分和聚氨酯B组分；其中，聚氨酯A组分是由聚醚多元醇、聚酯多元醇、助剂混合而成的一种可反应组分，聚氨酯B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯及其衍生物(如改性MDI)。

根据本发明的优选实施例，所述助剂包括催化剂、阻燃剂、防老剂、流平剂、交联剂。

本发明的第二个目的在于一种双向增强的聚氨酯拉挤板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，玻璃纤维增强材料从纱架引出后，进入盛装有聚氨酯树脂的树脂计量/混合器和树脂注射箱，玻璃纤维增强材料和聚氨酯树脂按照权利要求1所述的重量百分比进行配比；其中，所述玻璃纤维增强材料包括玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维毡，或者玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维布，或者玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤维毡和玻璃纤维布；