一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，其原料包括100份聚醚多元醇、120

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法


[0001]本专利技术属于泡沫材料
，具体涉及一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]减重增载是航空航天飞行器技术发展的重要方向。航空航天飞行器的制造迫切需要一种经济实惠的夹心复合材料来替代现有支撑和隔热结构。目前能够满足耐140℃的泡沫芯材有PET泡沫、HPE泡沫和PMI泡沫。前两种泡沫塑料存在极大的个向异性，无法满足技术要求，PMI泡沫价格昂贵且吸湿性强，在高温高湿状态下容易发生粘接面剥离，也无法满足技术需求。硬质聚氨酯泡沫塑料价格便宜、耐极端环境性强，但是使用温度高于130℃以后其力学性能会大幅下降。
[0003]现有文献关于硬质聚氨酯泡沫塑料的耐高温改性都是基于填充材料和保温材料的尺寸稳定性和保温性，作为结构材料应用的耐高温力学性能鲜有报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料及其制备方法，能够大幅提高硬质聚氨酯泡沫塑料高温力学性能，可用于航空航天飞行器结构复材制造。
[0005]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术首先提供了一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其各原料按质量份数的构成为：
[0007][0008]优选的，所述聚醚多元醇的羟值为300
‑
600mgKOH/g、粘度为800
‑
5000mPa/s。
[0009]优选的，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的至少一种。
[0010]优选的，所述的活性稀释剂为苯乙烯马来酸酐混合物、甲基丙烯酸甲酯马来酸酐混合物、丙烯腈马来酸酐混合物和苯乙烯丙烯腈混合物中的至少一种，上述各混合物中两种成分的质量比为30:70～70:30。
[0011]优选的，所述的发泡剂为水。
[0012]优选的，所述的表面活性剂为聚醚聚
‑
硅氧烷嵌段共聚物。
[0013]优选的，所述的催化剂为醋酸钾、2
‑
甲基咪唑、1
‑
苄基
‑2‑
乙基咪唑、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、2,6
‑
二甲基吡啶和2,6
‑
二乙酰基吡啶中的至少两种。
[0014]本专利技术所述耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法，是按如下步骤进行：
[0015]S1：将聚醚多元醇、活性稀释剂、发泡剂、表面活性剂和催化剂倒入到行星搅拌釜中，在30
‑
50℃混合60min后加入到高压发泡机A料罐中；
[0016]S2：将异氰酸酯加入到高压发泡机B料罐中；
[0017]S3：将原料维持在25
‑
35℃，发泡机混合压力控制在10
‑
12MPa，注射到模具中，模具温度35
‑
40℃；
[0018]S4：将模具放置60min后起模，毛坯在120℃固化24h后得到成品。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]1)本专利技术所提供的耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料保留了传统硬质聚氨酯泡沫塑料价格便宜、耐极端环境性强的特点外，还解决了硬质聚氨酯泡沫塑料在高于130℃后力学性能大幅丧失的技术问题，能够在140℃长期使用，可用于航空航天飞行器结构复材制造。
[0021]2)本专利技术采用的活性稀释剂可以有效降低水发泡体系粘度，提高工艺性能，减少产品缺陷；同时，本专利技术所用活性稀释剂在发泡固化过程中共聚合，生成耐高温树脂与聚氨酯树脂交联，大幅提高硬质聚氨酯泡沫高温力学性能，可在140℃长期使用。
具体实施方式
[0022]为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点而不是对本专利技术专利要求的限制。
[0023]实施例中所用原料均可商购获得。
[0024]实施例1
[0025]本实施例的耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料的各原料按质量份数的构成如表1所示：
[0026]表1各实施例与对比例的配方组成表
[0027][0028][0029]本实施例耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料的制备方法如下：
[0030]S1：将除异氰酸酯外的原料倒入到行星搅拌釜中，在50℃混合60min后加入到高压发泡机A料罐中。
[0031]S2：将异氰酸酯加入到高压发泡机B料罐中。
[0032]S3：将原料维持在27℃，发泡机混合压力控制在11MPa，注射到模具中，模具温度40℃。
[0033]S4：将模具放置60min后起模，毛坯在120℃固化24h后得到成品。
[0034]实施例2～4及对比例1、对比例2的各原料按质量份数的构成也如表1所示，制备方法与实施例1相同。
[0035]对实施例1
‑
4、对比例1
‑
2所得泡沫进行如下性能测试：压缩强度按照ASTM D 1621进行测试，拉伸强度按GB/T 9641
‑
1988进行测试，测试速度为5mm/min，测试温度为25℃和140℃，其中140℃测试样件先在140℃老化200h。尺寸稳定性按GB/T 8811
‑
2008进行测试，测试条件为140℃
×
200h。所有测试方向为三个方向(用X、Y、Z表示)，测试结果如表2
‑
4所示。
[0036]表2各实施例与对比例的压缩强度测试结果
[0037]压缩强度实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2X(25℃)5.9Mpa5.7Mpa5.9Mpa6.0Mpa6.0Mpa5.8MpaY(25℃)5.8Mpa5.8Mpa5.9Mpa5.9Mpa6.1Mpa6.0MpaZ(25℃)5.8Mpa5.7Mpa6.0Mpa5.8Mpa5.9Mpa5.8MpaX(140℃)4.0Mpa4.3Mpa4.2Mpa4.3Mpa1.5Mpa2.2MpaY(140℃)4.2Mpa4.2Mpa4.2Mpa4.5Mpa1.2Mpa2.4MpaZ(140℃)4.2Mpa4.4Mpa4.3Mpa4.5Mpa1.3Mpa2.1Mpa密度250kg/m3252kg/m3251kg/m3252kg/m3255kg/m3253kg/m3[0038]表3各实施例与对比例的拉伸强度测试结果
[0039]拉伸强度实施例1实施例2实施例3实施例4对比例1对比例2X(25℃)3.9Mpa3.7Mpa4.0Mpa4.0Mpa3.9Mpa3.8MpaY(25℃)3.6Mpa4.0Mpa4.1Mpa4.1Mpa4.1Mpa3.9MpaZ(25℃)3.8Mpa3.8Mpa4.0Mpa3.9Mpa3.8Mpa4.1MpaX(140℃)3.0Mpa3.0Mpa3.3Mpa3.0Mpa0.5M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于，其各原料按质量份数的构成为：2.根据权利要求1所述的一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述聚醚多元醇的羟值为300
‑
600mgKOH/g、粘度为800
‑
5000mPa/s。3.根据权利要求1所述的一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体和多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述的活性稀释剂为苯乙烯马来酸酐混合物、甲基丙烯酸甲酯马来酸酐混合物、丙烯腈马来酸酐混合物和苯乙烯丙烯腈混合物中的至少一种，上述各混合物中两种成分的质量比为30:70～70:30。5.根据权利要求1所述的一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述的发泡剂为水。6.根据权利要求1所述的一种耐高温硬质聚氨酯泡沫塑料，其特征在于：所述的表面活性剂为聚醚聚
‑
硅氧烷嵌段共聚物。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小通，黄平安，
申请(专利权)人：保定凯博瑞机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：