[发明专利]一种高柔性隔热软木复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高柔性隔热软木复合材料及其制备方法，涉及复合材料制备领域。制备的软木复合材料，保持了良好的力学性能和隔热性能，并且通过聚氨酯胶粘剂、硅橡胶和有机纤维的协同作用，克服了现有软木柔性差的问题，使软木复合材料兼具优异的隔热性和高柔性。本发明提供的软木复合材料制备方法工艺简单并易于调控，无需特殊加工设备，成本低，有工业推广应用意义。

技术领域

本发明涉及一种高柔性隔热软木复合材料及其制备方法，属于复合材料制备领域。

背景技术

软木复合材料具有导热系数低、比重轻、价格低廉等优点，在火箭等航天器的热防护领域得到应用。然而，目前采用的隔热软木复合材料，通常柔韧性差，按照标准Q/Dy 100-2005测试，现有隔热软木复合材料的柔度大都在10倍左右。在一些易受外力的部位使用容易出现破损，影响热防护性能；在一些大弯曲度的表面进行粘贴操作时，软木复合材料由于弯曲会产生裂纹，严重影响软木层的力学性能和热防护性能。

胶粘剂是软木复合材料的重要组成部分，是影响其性能的主要因素，制备软木复合材料常用的胶粘剂有酚醛类、环氧类和聚氨酯类。聚氨酯类胶粘剂具有高弹性、耐磨性、耐低温性和可调节性的优良性质，并且，由于软木粒子的主要成分软木质是一种脂肪酸与酚酸混合的聚酯，结构中的活泼氢可与聚氨酯中的异氰酸酯基团反应进行化学键接，因此聚氨酯类胶粘剂与软木粒子具有良好的粘结性。

专利CN 103072177A公开了以多组分液态聚氨酯为胶粘剂的环保型软木复合材料，但是所述聚氨酯的制备方法复杂且材料成型温度高达145～150℃，制备过程中既不易于调控又会产生较高的能耗；同时，上述制备方法由于配料的选择、配比、工艺流程的限制，得到的材料厚度范围为4～8mm，不能实现厚度为3mm以下的软木复合材料的制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种高柔性隔热软木复合材料及其制备方法，通过选择配料中各组分、调整组分配比，提高复合材料的柔性和隔热性；通过采用选择的配料配比并调整制备工艺，得到高柔性隔热软木复合材料。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种高柔性隔热软木复合材料，其配料的重量份配比为：

软木粒子80～100份、液态聚氨酯胶粘剂15～50份、硅橡胶2～10份、有机纤维0.5～2.5份；

其中，所述液态聚氨酯胶粘剂的具体制备步骤为：

a、首先，将聚醚多元醇在100～120℃条件下真空脱水2～3h，冷却至40℃以下；

b、在反应装置中加入脱水后的聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯，其中异氰酸基(-NCO)与羟基(-OH)的摩尔比例为2.5～3.2，氮气保护下升温至45～50℃，加入2,2’-二吗啉二乙基醚，继续升温至75～80℃反应2～3h，其中加入的2,2’-二吗啉二乙基醚的质量为b步骤中加入的脱水后的聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯总质量的0.09-0.11％；

c、降温至45～50℃，依次加入1,4-丁二醇和甲基膦酸二甲酯，搅拌30～40min，其中加入的1,4-丁二醇的质量为b步骤中加入的脱水后的聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯总质量的1.8～2.2％，加入的甲基膦酸二甲酯的质量为b步骤中加入的脱水后的聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯总质量的4.5～5.5％；

d、继续降温至30～40℃出料，得到液态聚氨酯胶粘剂。

在一可选实施例中，所述的软木粒子的粒径为30～60目，含水率为4～6wt％。

在一可选实施例中，所述的硅橡胶为液体甲基双苯基硅橡胶，其中苯基摩尔含量为5～30％。

在一可选实施例中，所述的有机纤维为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚对苯并咪唑纤维、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维或聚醚醚酮纤维中的一种或一种以上的混合物。