[发明专利]一种短玻璃纤维增强环氧泡沫及其制备方法

权利要求书

1.一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：由环氧树脂、固化剂、异氰酸酯、有机锡化合物、水、气相二氧化硅和短切玻璃纤维组成；其中所述的环氧树脂的质量份数份数为100，固化剂的质量份数为0.5～10，异氰酸酯质量份数为250-350，有机锡化合物的用量为异氰酸酯的0.1%～1%，水的质量份数为0.5～3，气相二氧化硅的量为环氧树脂的0-~10%，短切玻璃纤维为异氰酸酯质量的0～20%。

2.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的环氧树脂在室温下为粘度不大于20000mPa.s的液体，以确保其在发泡过程中易于与其它组分混合均匀，发泡料中环氧树脂的用量为100份。

3.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的固化剂要求含有活泼氢，可与环氧树脂和异氰酸酯在室温下发生反应，固化剂的结构可谓脂肪胺类或咪唑类，发泡料中固化剂的质量份数为0.5～10份，咪唑类的优选范围为1～2份，脂肪胺类固化剂的优选范围为3～8份，固化剂用量越大，气泡时间越短，泡沫表干时间也越短。

4.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的异氰酸酯为多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），发泡料中异氰酸酯的质量份数为250～350，优选范围为优选范围为280～320，PAPI的用量越大，泡沫的密度越大，耐热性也越好。

5.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的有机锡化合物为双正丁基氧化锡、双正丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡的一种或者几种的混合物，用量为异氰酸酯用量的0.1～1%，优选范围为异氰酸酯用量的0.3～0.8%；有机锡化合物添加量越大，泡沫在低于180℃固化后的耐热性越好，但高于180℃固化后的性能影响不大。

6.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的水可为自来水或者蒸馏水，水的添加量根据泡沫的密度决定，发泡料中水的质量份数为0.5～3份，水的添加量越大，泡沫的密度越小。

7.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的气相二氧化硅无特殊的要求，主要为提高环氧泡沫的力学性能而添加，发泡料中气相二氧化硅的添加量为环氧树脂质量的0～10%，优选范围为3～5%；添加量与泡沫基体的密度有关，泡沫的基体的密度越大，可添加的气相二氧化硅的量也越大。

8.根据权利要求1所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫，其特征在于：所述的短切玻璃纤维长度要求2～5mm，对其玻璃纤维的种类无特殊要求，可为E玻璃纤维、S玻璃纤维、石英玻璃纤维等，添加量为异氰酸酯的0～20%，优选添加量为5～10%；添加量与泡沫基体的密度有关，泡沫的基体的密度越大，可添加短切玻璃纤维的量也越大。

9.一种制备权利要求1所述的短玻璃纤维增强环氧泡沫方法，其特征在于通过以下步骤实现：

第一步：称取一定量的环氧树脂、按比例加入有机锡化合物、水和固化剂，先用搅拌机搅拌均匀，再用三辊研究研磨两遍，然后真空脱泡得到混合物A；

第二步：向混合物A中加入气相二氧化硅，用搅拌机搅拌至无干粉后用三辊研磨机研磨三遍，研磨过程中需控制研磨辊间距0.5～1mm，避免气相二氧化硅破损，真空脱泡口得到混合物B；

第三步：称取一定量的异氰酸酯，向异氰酸酯中按比例加入短切玻璃纤维，用高速剪切分散机将玻璃纤维分散均匀，真空脱泡得到混合物C；

第四步：根据泡沫基体的密度要求，称取一定量的混合物B和混合物C；

第五步：将混合物B和混合物C用搅拌机搅拌均匀，搅拌机转速不小于1500r/min，搅拌施加10-15S，必须在起泡前停止搅拌；并将其导入模具中，自然状态发泡得到未固化的环氧泡沫A；

第六步：待室温下环氧泡沫表面变硬后，从40度开始，以每10℃为一温度梯度、每个温度下保温1h，直到180℃保温1h结束，在烘箱中使环氧泡沫充分固化，得到固化后的环氧泡沫产品。

10.根据权利要求9所述的一种短玻璃纤维增强环氧泡沫制备方法，其特征在于：所述环氧泡沫如果需要在发泡的同时具备产品形状，则需将发泡料倒入闭合的发泡模中；如果环氧泡沫的长期使用温度大于150℃，则还需要将泡沫在180℃保温2h+215℃保温2h的后固化处理以获得最佳性能。