一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫材料的制备工艺及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，包括如下步骤：将芯材加热除湿；将第一导流材料、第一增强材料、除湿后的芯材、第二增强材料、第二导流材料从上至下铺设在加热平台上，密封，真空状态下，根据芯材厚度采用加热平台加热除湿；将聚氨酯树脂的组分混合，真空条件脱泡，得到脱泡聚氨酯树脂组合物；采用脱泡聚氨酯树脂组合物对芯材真空灌注；打开加热平台对芯材加热固化，得到聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫。本发明专利技术可明显改善聚氨酯树脂灌注效果，解决了树脂灌注过程中容易产生气泡、鼓包等缺陷，同时力学拉伸性能优异，成本低，可满足风机叶片的使用要求。满足风机叶片的使用要求。满足风机叶片的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫材料的制备工艺及其应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫
，尤其涉及一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫材料的制备工艺及其应用。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展，风能作为一种绿色可再生能源得到了越来越多的重视，风电行业也以飞快的速度发展着。风电叶片是风力发电机组重要的组成部分之一，它主要起着捕捉风力并传承给发电机组的作用，目前全球大部份的风电叶片都是通过真空辅助灌注工艺生产的纤维增强复合材料。
[0003]目前在制备风机叶片的材料中，由于PET、PVC等泡沫材料，其孔径大，开孔率高(大于99.9％)，灌注后吸胶量大；而环氧树脂不仅粘度大，成本高，收缩率大，且存在含有苯乙烯等有毒有害挥发物质等缺陷；与上述材料制成的风机叶片相比，由于聚氨酯复合材料制成的风机叶片具有成本较低以及力学性能更佳的优点，目前被越来越广泛地应用。
[0004]近年来，聚氨酯复合材料在制备风机叶片方面的优越性受到越来越多的关注，然而聚氨酯树脂对水分敏感，灌注过程容易产生气泡、鼓包、发白等突出缺陷，同时现有聚氨酯树脂灌注工艺不利于工业化生产，通常需要上下表面辅助加热或往体系中加入循环热流除湿，成本较高。
[0005]CN 113696512 A公开了一种用于树脂灌注成型的系统及灌注方法，通过设置多组单一组分预处理系统分别同时对单一组分在恒温条件下加热，进行真空脱泡处理，配合特殊设计的密封桶，虽然能大幅提高脱泡效率、脱泡质量，但是增加了大量成本投入；
[0006]CN 113501930 A公开了风电叶片用灌注聚氨酯树脂及其制备方法，采用特定的A、B组分，得到的双组分聚氨酯体系，在使用时混合即可，混合后的聚氨酯体系，虽然降低了聚氨酯对水分敏感度，但该灌注工艺无法普及至所有的双组分聚氨酯体系，普及度差。

技术实现思路

[0007]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫材料的制备工艺及其应用。
[0008]本专利技术提出的一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，包括如下步骤：
[0009]S1、芯材预处理
[0010]将芯材加热除湿；
[0011]S2、灌注前预处理
[0012]将第一导流材料、第一增强材料、S1处理后的芯材、第二增强材料、第二导流材料从上至下铺设在加热平台上，密封，真空状态下，根据芯材厚度采用加热平台加热除湿；
[0013]S3、脱泡
[0014]将聚氨酯树脂的组分混合，真空条件脱泡，得到脱泡聚氨酯树脂组合物；
[0015]S4、真空罐注
[0016]采用脱泡聚氨酯树脂组合物对芯材真空灌注；
[0017]S5、加热
[0018]打开加热平台对芯材加热固化，首先升高温度至30
‑
45℃，保温1
‑
3h，然后继续升高温度至50
‑
80℃，保温1
‑
3h，得到聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫。
[0019]优选地，芯材为聚氨酯泡沫。
[0020]优选地，在S1中，将芯材加热除湿过程中，将芯材送入鼓风机中，在温度50
‑
100℃鼓风干燥1
‑
2h。
[0021]优选地，在S2中，加热平台包括模具、金属平板、玻璃平板的一种。
[0022]优选地，加热平台的加热方式为水浴加热、电加热的一种。
[0023]优选地，还包括脱模材料，脱模材料覆盖在第一导流材料与第二导流材料外表面；进一步优选地，脱模材料为聚酯脱模布、尼龙脱模布的一种。
[0024]优选地，在S2中，灌注前预处理的具体过程如下所示：
[0025]将聚酯脱模布铺放在模板上，在聚酯脱模布上依次铺放第一导流材料、第一增强材料、S1处理后的芯材、第二增强材料、第二导流材料、聚酯脱模布；
[0026]将进胶管置于多层材料边上并紧贴多层材料，将模具上铺设的各层四周分别贴上密封胶条，然后以两层真空袋膜密封，真空状态下，采用电加热对模具加热，以对其上的密封材料加热除湿；
[0027]优选地，还包括水分检测试纸，水分检测试纸设置在真空袋膜内表面。
[0028]优选地，在S2中，芯材厚度H与除湿温度T、除湿时间t的关系为H＝18.69t
‑
0.3538T；
[0029]其中芯材厚度H的单位为mm，除湿温度T的单位为℃，除湿时间t的单位为h；1h≤t≤4h，50℃≤T≤70℃，1mm≤H≤50mm。
[0030]优选地，第一增强材料与第二增强材料为复合碳纤维层。
[0031]优选地，复合碳纤维层为采用复合碳纤维分散液涂覆在待涂覆材料表面，经过干燥处理后制得。
[0032]优选地，复合碳纤维分散液采用如下工艺制备：将单壁碳纳米管、表面活性剂加入至乙醇中，高速搅拌，加入聚乙烯吡咯烷酮继续搅拌，加入碳纤维超声处理，得到复合碳纤维分散液。
[0033]优选地，单壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮、碳纤维的重量比为1
‑
3：2
‑
6：5
‑
10。
[0034]优选地，复合碳纤维分散液采用如下工艺制备：按重量份将1
‑
3份单壁碳纳米管、0.1
‑
1份表面活性剂加入至10
‑
20份乙醇中，高速搅拌1
‑
2h，搅拌速度为10000
‑
12000r/min，加入2
‑
6份聚乙烯吡咯烷酮继续搅拌10
‑
20min，加入5
‑
10份碳纤维，在温度40
‑
60℃超声处理4
‑
10h，超声频率为10
‑
15kHz，得到复合碳纤维分散液。
[0035]优选地，表面活性剂为非离子表面活性剂；进一步优选地，非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0036]优选地，在S2中，将第一导流材料、第一增强材料、S1处理后的芯材、第二增强材料、第二导流材料从上至下铺放在加热平台上，具体工艺为：
[0037]将复合碳纤维分散液涂覆在S1处理后的芯材的上下外表面，在温度30
‑
40℃干燥至恒重，得到复合材料；将第二导流材料铺放在加热平台上，在第二导流材料上依次铺放复
合材料、第一导流材料。
[0038]优选地，第一导流材料、第二导流材料为多孔网。
[0039]优选地，在S3中，真空条件脱泡时间为5
‑
10min。
[0040]一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫，采用所述的聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺制成。
[0041]一种如所述的聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫在风机叶片的应用。
[0042]本专利技术的技术效果如下所示：
[0043](1)现有技术中聚氨酯对水份敏感，而在聚氨酯的除湿过程中，若除湿时间太短则容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、芯材预处理将芯材加热除湿；S2、灌注前预处理将第一导流材料、第一增强材料、S1处理后的芯材、第二增强材料、第二导流材料从上至下铺设在加热平台上，密封，真空状态下，根据芯材厚度采用加热平台加热除湿；S3、脱泡将聚氨酯树脂的组分混合，真空条件脱泡，得到脱泡聚氨酯树脂组合物；S4、真空罐注采用脱泡聚氨酯树脂组合物对芯材真空灌注；S5、加热打开加热平台对芯材加热固化，首先升高温度至30
‑
45℃，保温1
‑
3h，然后继续升高温度至50
‑
80℃，保温1
‑
3h，得到聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫。2.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，芯材为聚氨酯泡沫。3.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，在S2中，芯材厚度H与除湿温度T、除湿时间t的关系为：H＝18.69t
‑
0.3538T；其中芯材厚度H的单位为mm，除湿温度T的单位为℃，除湿时间t的单位为h；1h≤t≤4h，50℃≤T≤70℃，1mm≤H≤50mm。4.根据权利要求1所述的聚氨酯树脂复合聚氨酯泡沫的制备工艺，其特征在于，第一增强材料与第二增强材料为复合碳纤维层。5.根据权利要求4所述的聚氨酯树脂复合聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：万辰，张波，陈润，张睿，徐稳，朱烨，朱黎杰，魏莉丽，
申请(专利权)人：浙江联洋新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：