[发明专利]定向拉伸聚氨酯板材的配方及制备方法

说明书

本申请涉及一种定向拉伸聚氨酯板材的配方及制备方法。配方包括以下质量百分比的成分：65％‑80％的异佛尔酮二异氰酸酯；5％‑35％的小分子扩链剂；5％‑35％的交联剂。制备方法包括以下步骤：真空加热小分子扩链剂，使小分子扩链剂中水的质量分数小于等于0.05％后，降温备用；将小分子扩链剂加入到异佛尔酮二异氰酸酯中，加热搅拌，得到第一物料；加热交联剂，得到第二物料；将第一物料与第二物料混合，得到浇注物料；将浇注物料浇注到模具中，加热固化，得到聚氨酯板板材；根据所需尺寸切割聚氨酯板板材，得到拉伸板材；加热拉伸板材，并对其定向拉伸，得到定向拉伸聚氨酯板材，其拉伸强度、弯曲强度相较于单向拉伸有机玻璃均有较大提升。

技术领域

本申请涉及一种航空玻璃，特别是涉及一种定向拉伸聚氨酯板材的配方及制备方法。

背景技术

目前，航空有机玻璃均采用定向拉伸的有机玻璃(PMMA)，其与浇注有机玻璃相比，定向拉伸的有机玻璃具有更好的抗裂纹扩展性能和抗冲击性能。而相同浇注的聚氨酯板材其力学性能远远由于浇注的有机玻璃，因此对浇注的聚氨酯板材进行定向拉伸，测试其性能是否优于定向有机玻璃。

聚氨酯是一种有机高分子材料，被誉为“第六大塑料”，既有橡胶的弹性，有兼具塑料的强度的优异的加工塑造性能，而被广泛应用。高分子材料的结构决定其各个方面的性能，聚合物是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有两方面的含义，一是单个高分子链的结构，二是许多高分子链聚在一起表现出来的聚集态结构。高分子链在分子内旋转作用下可采取不同的构象，如伸直链、无规线团、折叠链、螺旋链等。

在实现本申请过程中，申请人发现高分子材料在定向拉伸时，将其加热至Tg点以上，然后置于装有固定夹具的拉伸设备上，拉伸至要求的拉伸度后，停止拉伸并保持在拉力下冷却。由于定向拉伸使得高分子链变为有序的定向排列，其性能与未拉伸的性能相比有较大改善，故申请人提出一种定向拉伸的聚氨酯板材，使其代替定向拉伸的有机玻璃(PMMA)。

发明内容

为解决上现有技术方案所存在的技术问题，本申请实施例提供一种定向拉伸聚氨酯板材的配方及制备方法。具体的技术方案如下：

第一方面，提供一种定向拉伸聚氨酯板材的配方，其包括以下质量百分比的成分：65％-80％的异佛尔酮二异氰酸酯；5％-35％的小分子扩链剂；5％-35％的交联剂。

在第一方面的第一种可能实现方式中，小分子扩链剂包括乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇和甲基丙二醇或一缩二乙二醇(二甘醇)中的一种或多种。

在第一方面的第二种可能实现方式中，交联剂包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、MOCA、二异丙醇胺中的一种或多种。

第二方面，提供一种定向拉伸聚氨酯板材的制备方法，其包括以下步骤：真空加热质量百分比为5％-35％的小分子扩链剂，使小分子扩链剂中水的质量分数小于等于0.05％后，降温备用；将小分子扩链剂加入到质量百分比为65％-80％的异佛尔酮二异氰酸酯中，加热搅拌，得到第一物料；加热质量百分比为5％-35％的交联剂，得到第二物料；将第一物料与第二物料混合，得到浇注物料；将浇注物料浇注到模具中，加热固化，得到聚氨酯板板材；根据所需尺寸切割聚氨酯板板材，得到拉伸板材；加热拉伸板材，并对其定向拉伸，得到定向拉伸聚氨酯板材。

在第二方面的第一种可能实现方式中，小分子扩链剂包括乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇和甲基丙二醇或一缩二乙二醇(二甘醇)中的一种或多种；交联剂包括丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、MOCA、二异丙醇胺中的一种或多种。

在第二方面的第二种可能实现方式中，小分子扩链剂的真空加热温度为100-110℃，真空脱水时间为2-3h，小分子扩链剂的备用温度为80℃。