CN111534082A - 一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，包括如下重量百分比的组分：聚氨酯树脂10％‑30％，连续纵向玻璃纤维65％‑85％，短切玻璃纤维1％‑15％；其中聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯，聚合物多元醇和异氰酸酯分别与短切玻璃纤维混合均匀；短切玻璃纤维的长度为1‑10mm。本发明还公开了一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法。本发明的横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法，既保留了型材纵向拉伸力学性能优异的特点，又提高了横向拉伸强度和弹性模量，较大程度地改善了韧性，方便型材加工。

Description

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体是一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法。

背景技术

玻纤增强聚氨酯拉挤型材采用聚氨酯树脂和连续的玻璃纤维拉挤复合而成，高含量的连续玻璃纤维和拉挤工艺使型材得到了非常高的纵向受拉强度和刚度。另外，玻纤增强聚氨酯拉挤型材的导热系数低，有很好的耐气候性、耐腐蚀性。但是，一般的玻纤增强聚氨酯拉挤型材在垂直于拉挤长度方向(横向)的拉伸强度和拉伸弹性模量远低于纵向，并且横向拉伸断裂伸长率仅1％左右，过脆、韧性不足，型材的可加工性差，限制了其在建筑等领域中的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法。

本发明的第一个目的在于提供一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其包括如下重量百分比的组分：

聚氨酯树脂 10％- 30％；

连续纵向玻璃纤维 65％ -85％；

短切玻璃纤维 1％ -10％。

进一步的，所述聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯。其中，聚合物多元醇与异氰酸酯的重量配比为：

聚合物多元醇 40％- 60％；

异氰酸酯 40％ -60％。

进一步的，聚合物多元醇与短切玻璃纤维混合均匀。其中，聚合物多元醇与短切玻璃纤维的重量配比为：

聚合物多元醇 70％- 90％；

短切玻璃纤维 10％- 30％。

进一步的，异氰酸酯与短切玻璃纤维混合均匀。其中，异氰酸酯与短切玻璃纤维的重量配比为：

异氰酸酯 80％- 100％；

短切玻璃纤维 0％-20％。

进一步的，所述短切玻璃纤维的长度为1-10mm。

本发明的第二个目的在于一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，其包括以下步骤：

步骤(1)，按照重量配比称取原材料，将短切玻璃纤维和聚合物多元醇、短切玻璃纤维和异氰酸酯分别混合均匀；

步骤(2)，按比例均匀混合添加了短切玻璃纤维的聚合物多元醇和异氰酸酯，然后注入模具并升温；

步骤(3)，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。

本发明具有以下有益效果：

本发明的横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材及制备方法，通过在聚合物多元醇和异氰酸酯中加入短切玻璃纤维，既保留了型材纵向拉伸力学性能优异的特点，又提高了横向拉伸强度和弹性模量，较大程度地改善了韧性，方便型材加工。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，包括如下的重量的组分：

聚氨酯树脂 20％；

连续纵向玻璃纤维 75％；

短切玻璃纤维 5％。

聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯，两者重量比为1:1。聚合物多元醇与短切玻璃纤维重量比为5:2，异氰酸酯与短切玻璃纤维重量比为10:1。短切玻璃纤维的长度为1-10mm。

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，取10kg聚合物多元醇，4kg短切玻璃纤维，两者混合均匀；取10kg异氰酸酯，1kg短切玻璃纤维，两者混合均匀；

步骤(2)，将添加了短切玻璃纤维的聚合物多元醇和异氰酸酯均匀混合，然后注入模具并升温；

步骤(3)，取75kg的连续纵向玻璃纤维，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。

实施例二：

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，包括如下的重量的组分：

聚氨酯树脂 20％；

连续纵向玻璃纤维 79％；

短切玻璃纤维 1％。

聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯，两者重量比为1:1。聚合物多元醇与短切玻璃纤维重量比为10:1。短切玻璃纤维的长度为1-10mm。

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，取10kg聚合物多元醇，1kg短切玻璃纤维，两者混合均匀；取10kg异氰酸酯；

步骤(2)，将添加了短切玻璃纤维的聚合物多元醇和异氰酸酯均匀混合，然后注入模具并升温；

步骤(3)，取79kg的连续纵向玻璃纤维，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。

实施例三：

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，包括如下的重量的组分：

聚氨酯树脂 20％；

连续纵向玻璃纤维 70％；

短切玻璃纤维 10％。

聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯，两者重量比为1:1。聚合物多元醇与短切玻璃纤维重量比为2:1，异氰酸酯与短切玻璃纤维重量比为2:1。短切玻璃纤维的长度为1-10mm。

一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，取10kg聚合物多元醇，5kg短切玻璃纤维，两者混合均匀；取10kg异氰酸酯，5kg短切玻璃纤维，两者混合均匀；

步骤(2)，将添加了短切玻璃纤维的聚合物多元醇和异氰酸酯均匀混合，然后注入模具并升温；

步骤(3)，取70kg的连续纵向玻璃纤维，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。

对比例：

一种玻纤增强聚氨酯拉挤型材，包括如下的重量的组分：

聚氨酯树脂 20％；

连续纵向玻璃纤维 80％。

所述聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯，两者重量比为1:1。

一种玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)，取10kg聚合物多元醇，取10kg异氰酸酯；

步骤(2)，将聚合物多元醇和异氰酸酯均匀混合，然后注入模具并升温；

步骤(3)，取80kg的连续纵向玻璃纤维，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。

实施例一～实施例三得到的横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材以及对比例的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的性能数据如表1所示。

表1性能数据

由表1可知，实施例一～实施例三得到的横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，与对比例的玻纤增强聚氨酯拉挤型材相比较，纵向拉伸强度、纵向拉伸弹性模量变化不大，但是横向拉伸强度、横向拉伸弹性模量有所提高，横向拉伸断裂伸长率显著增加。

本发明通过在聚氨酯原料中加入短切玻璃纤维，所制备的横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，纵向拉伸力学性能优异，横向拉伸强度和弹性模量提高，较大程度地改善了韧性，方便加工。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

聚氨酯树脂 10％-30％；

连续纵向玻璃纤维 65％-85％；

短切玻璃纤维 1％-10％。

2.根据权利要求1所述的一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其特征在于，所述聚氨酯树脂包括聚合物多元醇和异氰酸酯；其中，聚合物多元醇与异氰酸酯的重量配比为：

聚合物多元醇 40％-60％；

异氰酸酯 40％-60％。

3.根据权利要求2所述的一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其特征在于，所述聚合物多元醇与短切玻璃纤维混合均匀；其中，聚合物多元醇与短切玻璃纤维的重量配比为：

聚合物多元醇 70％-90％；

短切玻璃纤维 10％-30％。

4.根据权利要求2所述的一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其特征在于，所述异氰酸酯与短切玻璃纤维混合均匀；其中，异氰酸酯与短切玻璃纤维的重量配比为：

异氰酸酯 80％-100％；

短切玻璃纤维 0％-20％。

5.根据权利要求1所述的一种横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材，其特征在于，所述短切玻璃纤维的长度为1-10mm。

6.一种根据权利要求2至5中任一项所述横向加强的玻纤增强聚氨酯拉挤型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，按照重量配比称取原材料，将短切玻璃纤维和聚合物多元醇、短切玻璃纤维和异氰酸酯混合均匀；

步骤(2)，按比例均匀混合添加了短切玻璃纤维的聚合物多元醇和异氰酸酯，然后注入模具并升温；

步骤(3)，用一定的拉力牵引连续纵向玻璃纤维通过模具，使步骤(2)获得的混合树脂与连续纵向玻璃纤浸润，混合树脂在高温下固化成型。