CN112062997A - 一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 - Google Patents
一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112062997A CN112062997A CN202010994296.9A CN202010994296A CN112062997A CN 112062997 A CN112062997 A CN 112062997A CN 202010994296 A CN202010994296 A CN 202010994296A CN 112062997 A CN112062997 A CN 112062997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- additive manufacturing
- insulating layer
- heat insulation
- manufacturing technology
- carrier substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 37
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 36
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 33
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 33
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 33
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 25
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 23
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 14
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 12
- 239000004970 Chain extender Substances 0.000 claims description 10
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 8
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 7
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 7
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 3
- 125000004427 diamine group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 3
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 51
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/042—Coating with two or more layers, where at least one layer of a composition contains a polymer binder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
- C08G18/3802—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having halogens
- C08G18/3814—Polyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
- C08J2375/04—Polyurethanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2400/00—Characterised by the use of unspecified polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2463/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，属于聚氨酯材料技术领域，包括聚氨酯弹性材料，聚氨酯弹性材料由载体基材、第一绝缘层、隔热层和第二绝缘层组成，载体基材的内侧设置有第一绝缘层，载体基材的外侧设置有隔热层，隔热层的外侧设置有第二绝缘层；本发明中通过设置第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层和第二绝缘层中的材质大大提高了绝缘效果，因此增强了聚氨酯弹性材料的使用安全性，通过利用喷射型增材制造技术和挤压型增材制造技术对材料进行处理，并载入载体基材上，从而使得热压和喷射效果都能得到有效控制，不会造成材料浪费且保证了载体基材的效果最大化。
Description
技术领域
本发明属于聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料。
背景技术
聚氨酯材料是一种新型的塑料材料，已经广泛的应用人们的日常生活中，被誉为第五大塑料材料，聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。
现如今传统的聚氨酯材料虽然具备一定的功能效果，但是还是存在一定缺陷，聚氨酯材料本身的绝缘性和隔热性较差，无法很好的达到绝缘效果个隔热功能，因此在特殊情况下，如电缆皮中使用聚氨酯材料，很容易造成事故或对设备造成影响。同时现有技术中提高聚氨酯材料的绝缘和隔热效果时只是简单的覆盖功能层，无法根据不同基材的形状进行自适应制备，成品不能很好的均匀贴合于基材表面，简单的覆盖极易造成层与层之间剥脱等现象，仍然存在使用效果差的问题，因此需要对聚氨酯材料进行一定的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：为了解决现如今传统的聚氨酯材料本身的绝缘性和隔热性较差，无法很好的达到绝缘效果个隔热功能，因此在特殊情况下使用聚氨酯材料，很容易造成事故或对设备造成影响，同时现有技术中提高聚氨酯材料的绝缘和隔热效果时只是简单的覆盖功能层，解决效果差仍然存在使用效果差的问题，而提出的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，包括聚氨酯弹性材料，聚氨酯弹性材料由载体基材、第一绝缘层、隔热层和第二绝缘层组成，所述载体基材的内侧设置有第一绝缘层，载体基材的外侧设置有隔热层，隔热层的外侧设置有第二绝缘层。
优选地，所述第一绝缘层由云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维组成，所述第二绝缘层的材质与第一绝缘层的材质相同。
优选地，所述隔热层由石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉组成。
一种上述适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，包括以下步骤：
S1、采用低聚物多元醇和多异氰酸酯，并将低聚物多元醇和多异氰酸酯依次加入至反应装置内进行反应生成预聚体，反应过程中加入扩链剂进行扩链反应，让预聚体生成高分子量聚合物；
S2、当S1中的高分子量聚合物生成后，向反应装置内加入交联剂，让高分子量聚合物产生交联反应；
S3、将S2中的反应物取出并放入至浇注机中，并准备浇筑模型，并在浇筑模型内喷涂脱模剂；
S4、控制浇注机工作导出反应物，随后对浇筑模型进行烘干提高浇筑模型本身温度，让反应物定量浇筑在浇筑模型内；
S5、浇筑完成后进行合模，并保持一定时间后模型凝固定型，随后将定型后的载体基材取出并进行清洗；
S6、采用隔热材料，将隔热材料放置在熔融箱内进行熔融，将熔融箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制熔融箱的工作时长和温度；
S7、隔热材料熔融完成后被取出，并被放入到反应搅拌箱内进行搅拌，反应搅拌箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制反应搅拌箱的工作时长；
S8、将隔热材料取出后放入保温箱内备用，并将第一绝缘材料和第二绝缘材料放入至熔融箱内熔融，并控制熔融箱的时长和温度；
S9、取出模具将载体基材放入在模具中，利用喷射型增材制造技术将隔热熔融材料喷射到载体基材的表面，同时控制材料喷射的厚度，然后利用挤压型增材制造技术对隔热熔融材料和载体基材进行热压，让载体基材和隔热熔融材料能够定型；
S10、再次利用喷射型增材制造技术将绝缘熔融材料喷射在凝固的隔热熔融材料和载体基材的内外侧，最后利用挤压型增材制造技术对绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材进行热压；
S11、热压完成后，绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材凝固在一起并形成聚氨酯弹性材料，并将聚氨酯弹性材料从模具中取出并保存。
优选地，所述S1中，所采用的扩链剂为二元胺类扩链剂，即3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺。
优选地，所述S4中，利用卧式烘箱提升浇筑模型的温度，保持卧式烘箱内部温度在100-120℃之间，并控制加热时间在3-5min。
优选地，所述S6和S8中，选择熔融箱内部的温度保持在180-200℃之间，并保持工作时长为1-2h。
优选地，所述S7中，反应搅拌箱的工作时长为2-3h。
优选地，所述反应搅拌箱内设置有发热组件，发热组件工作时产生的温度为180-200℃。
优选地，所述S9和S10中，喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度控制在2-3mm之间。
本发明获得的有益效果：
本发明中通过设置第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层和第二绝缘层中的材质大大提高了绝缘效果，因此增强了聚氨酯弹性材料的使用安全性，通过设置隔热层，隔热层中的多个材质大大提高了隔热效果，因此也加强了聚氨酯弹性材料的隔热效果，通过设置熔融箱和反应搅拌箱，熔融箱和反应搅拌箱能够对隔热层、第一绝缘层和第二绝缘层中的材料进行热熔处理，让其中的多种材料能够相互混合，提高了牢固效果和隔热绝缘效果，通过利用喷射型增材制造技术和挤压型增材制造技术对材料进行处理，并载入载体基材上，从而使得热压和喷射效果都能得到有效控制，不会造成材料浪费且保证了载体基材的效果最大化。
附图说明
图1为一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的结构示意图。
其中，1-聚氨酯弹性材料；2-载体基材；3-第一绝缘层；4-隔热层；5-第二绝缘层。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：按如下方法制备适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料：
S1、采用低聚物多元醇和多异氰酸酯，并将低聚物多元醇和多异氰酸酯依次加入至反应装置内进行反应生成预聚体，反应过程中加入扩链剂进行扩链反应，让预聚体生成高分子量聚合物；所采用的扩链剂为二元胺类扩链剂，即3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺；
S2、当S1中的高分子量聚合物生成后，向反应装置内加入交联剂，让高分子量聚合物产生交联反应；
S3、将S2中的反应物取出并放入至浇注机中，并准备浇筑模型，并在浇筑模型内喷涂脱模剂；
S4、控制浇注机工作导出反应物，随后对浇筑模型进行烘干提高浇筑模型本身温度，让反应物定量浇筑在浇筑模型内；利用卧式烘箱提升浇筑模型的温度，保持卧式烘箱内部温度在100℃，并控制加热时间在3min；
S5、浇筑完成后进行合模，并保持一定时间后模型凝固定型，随后将定型后的载体基材2取出并进行清洗；
S6、采用由石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉组成的隔热材料，将隔热材料放置在熔融箱内进行熔融，将熔融箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制熔融箱的工作时长和温度；选择熔融箱内部的温度保持在180℃，并保持工作时长为1h；石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉的重量比为1：1：1：1。
S7、隔热材料熔融完成后被取出，并被放入到反应搅拌箱内进行搅拌，反应搅拌箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制反应搅拌箱的工作时长为2h；所述反应搅拌箱内设置有发热组件，发热组件工作时产生的温度为180℃；
S8、将隔热材料取出后放入保温箱内备用，并将第一绝缘材料和第二绝缘材料放入至熔融箱内熔融，并控制熔融箱的时长和温度；选择熔融箱内部的温度保持在180℃，并保持工作时长为1h；第一绝缘材料和第二绝缘材料相同，均由云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维组成，云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维的重量比为1：1：1：1。
S9、取出模具将载体基材2放入在模具中，利用喷射型增材制造技术将隔热熔融材料喷射到载体基材2的表面，同时控制材料喷射的厚度，然后利用挤压型增材制造技术对隔热熔融材料和载体基材2进行热压，让载体基材2和隔热熔融材料能够定型；喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度应该控制在2mm。
S10、再次利用喷射型增材制造技术将绝缘熔融材料喷射在凝固的隔热熔融材料和载体基材2的内外侧，最后利用挤压型增材制造技术对绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材2进行热压；喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度应该控制在2mm。
S11、热压完成后，绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材2凝固在一起并形成聚氨酯弹性材料1，并将聚氨酯弹性材料1从模具中取出并保存即得。
如图1所示，本实施例中制备的适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，包括聚氨酯弹性材料1，聚氨酯弹性材料1由载体基材2、第一绝缘层3、隔热层4和第二绝缘层5组成，载体基材2的内侧设置有第一绝缘层3，载体基材2的外侧设置有隔热层4，隔热层4的外侧设置有第二绝缘层5，所述第一绝缘层3由云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维组成，第二绝缘层5的材质与第一绝缘层3的材质相同，所述隔热层4由石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉组成。
实施例2：其余均与实施例1相同，不同之处在于：
所述S4中，利用卧式烘箱提升浇筑模型的温度，保持卧式烘箱内部温度在110℃，并控制加热时间在4min；
所述S6和S8中，选择熔融箱内部的温度保持在190℃，并保持工作时长为1.5h；
所述S7中，反应搅拌箱的工作时长为2.5h；
所述反应搅拌箱内设置有发热组件，发热组件工作时产生的温度为190℃；
所述S9和S10中，喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度应该控制在2.5mm。
云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维的重量比为1：2：3：4；
石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉的重量比为1：2：1：2。
实施例3：其余均与实施例1相同，不同之处在于：
所述S4中，利用卧式烘箱提升浇筑模型的温度，保持卧式烘箱内部温度在120℃，并控制加热时间在5min；
所述S6和S8中，选择熔融箱内部的温度保持在200℃，并保持工作时长为2h；
所述S7中，反应搅拌箱的工作时长为3h；
所述反应搅拌箱内设置有发热组件，发热组件工作时产生的温度为200℃；
所述S9和S10中，喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度应该控制在3mm。
云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维的重量比为1：4：3：1；
石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉的重量比为3：1：2：2。
对照实施例1：其余均与实施例1相同，不同之处在于，将第一缘层3、隔热层4和第二绝缘层5分别单独制备后，采用胶水进行逐层覆盖粘合于基体上用于后续的性能测试。
将实施例1～3及对照实施例1制备的聚氨酯复合材料，分别进行剥离性能、隔热性能、导电性能测试，结果如下：
表1聚氨酯复合材料的性能测试
对实施例1～3及对照实施例1制备的聚氨酯复合材料进行多点断面观察，结果如下：
表2断面观察观察结果
综上所述，本发明中通过设置第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层和第二绝缘层中的材质大大提高了绝缘效果，因此增强了聚氨酯弹性材料的使用安全性，通过设置隔热层，隔热层中的多个材质大大提高了隔热效果，因此也加强了聚氨酯弹性材料的隔热效果，通过设置熔融箱和反应搅拌箱，熔融箱和反应搅拌箱能够对隔热层、第一绝缘层和第二绝缘层中的材料进行热熔处理，让其中的多种材料能够相互混合，提高了牢固效果和隔热绝缘效果，通过利用喷射型增材制造技术和挤压型增材制造技术对材料进行处理，并载入载体基材上，从而使得热压和喷射效果都能得到有效控制，不会造成材料浪费且保证了载体基材的效果最大化。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，包括聚氨酯弹性材料，聚氨酯弹性材料由载体基材、第一绝缘层、隔热层和第二绝缘层组成，所述载体基材的内侧设置有第一绝缘层，载体基材的外侧设置有隔热层，隔热层的外侧设置有第二绝缘层。
2.根据权利要求1所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，其特征在于，所述第一绝缘层由云母粉、热塑性树脂、环氧树脂和无碱玻璃纤维组成，所述第二绝缘层的材质与第一绝缘层的材质相同。
3.根据权利要求1所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料，其特征在于，所述隔热层由石棉粉、硅藻土、人造纤维和陶瓷棉组成。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用低聚物多元醇和多异氰酸酯，并将低聚物多元醇和多异氰酸酯依次加入至反应装置内进行反应生成预聚体，反应过程中加入扩链剂进行扩链反应，让预聚体生成高分子量聚合物；
S2、当S1中的高分子量聚合物生成后，向反应装置内加入交联剂，让高分子量聚合物产生交联反应；
S3、将S2中的反应物取出并放入至浇注机中，并准备浇筑模型，并在浇筑模型内喷涂脱模剂；
S4、控制浇注机工作导出反应物，随后对浇筑模型进行烘干提高浇筑模型本身温度，让反应物定量浇筑在浇筑模型内；
S5、浇筑完成后进行合模，并保持一定时间后模型凝固定型，随后将定型后的载体基材取出并进行清洗；
S6、采用隔热材料，将隔热材料放置在熔融箱内进行熔融，将熔融箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制熔融箱的工作时长和温度；
S7、隔热材料熔融完成后被取出，并被放入到反应搅拌箱内进行搅拌，反应搅拌箱与PLC控制终端连接，PLC控制终端控制反应搅拌箱的工作时长；
S8、将隔热材料取出后放入保温箱内备用，并将第一绝缘材料和第二绝缘材料放入至熔融箱内熔融，并控制熔融箱的时长和温度；
S9、取出模具将载体基材放入在模具中，利用喷射型增材制造技术将隔热熔融材料喷射到载体基材的表面，同时控制材料喷射的厚度，然后利用挤压型增材制造技术对隔热熔融材料和载体基材进行热压，让载体基材和隔热熔融材料能够定型；
S10、再次利用喷射型增材制造技术将绝缘熔融材料喷射在凝固的隔热熔融材料和载体基材的内外侧，最后利用挤压型增材制造技术对绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材进行热压；
S11、热压完成后，绝缘熔融材料、隔热熔融材料和载体基材凝固在一起并形成聚氨酯弹性材料，并将聚氨酯弹性材料从模具中取出并保存。
5.根据权利要求4所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述S1中，所采用的扩链剂为二元胺类扩链剂，即3，3’-二氯-4，4’-二苯基甲烷二胺。
6.根据权利要求4所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述S4中，利用卧式烘箱提升浇筑模型的温度，保持卧式烘箱内部温度在100-120℃之间，并控制加热时间在3-5min。
7.根据权利要求4所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述S6和S8中，选择熔融箱内部的温度保持在180-200℃之间，并保持工作时长为1-2h。
8.根据权利要求4所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述S7中，反应搅拌箱的工作时长为2-3h。
9.根据权利要求8所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述反应搅拌箱内设置有发热组件，发热组件工作时产生的温度为180-200℃。
10.根据权利要求4所述的一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料的制造方法，其特征在于，所述S9和S10中，喷射型增材制造技术喷射熔融材料的厚度控制在2-3mm之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010994296.9A CN112062997A (zh) | 2020-09-21 | 2020-09-21 | 一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010994296.9A CN112062997A (zh) | 2020-09-21 | 2020-09-21 | 一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112062997A true CN112062997A (zh) | 2020-12-11 |
Family
ID=73682210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010994296.9A Pending CN112062997A (zh) | 2020-09-21 | 2020-09-21 | 一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112062997A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090220762A1 (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Lanxess Deutschland Gmbh | Sound-deadening insulating materials with high fire-resistance time |
| CN104466734A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | 一种用于箱式变电站箱体的隔热绝缘板及其制备方法 |
| CN109036664A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-18 | 安徽纵横新能源有限责任公司 | 高阻燃高耐候的新能源汽车用电线及其制备方法 |
| CN110016153A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-16 | 睿惢思工业科技（苏州）有限公司 | 一种新型聚氨酯高导热绝缘片的制作工艺 |
-
2020
- 2020-09-21 CN CN202010994296.9A patent/CN112062997A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090220762A1 (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Lanxess Deutschland Gmbh | Sound-deadening insulating materials with high fire-resistance time |
| CN104466734A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | 一种用于箱式变电站箱体的隔热绝缘板及其制备方法 |
| CN109036664A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-18 | 安徽纵横新能源有限责任公司 | 高阻燃高耐候的新能源汽车用电线及其制备方法 |
| CN110016153A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-16 | 睿惢思工业科技（苏州）有限公司 | 一种新型聚氨酯高导热绝缘片的制作工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 董永春: "《纺织助剂化学与应用》", 31 July 2007, 北京：中国纺织出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101591420B (zh) | 一种喷塑聚氨酯组合物、其制备方法及其应用 | |
| CN107604685A (zh) | 一种耐高温耐黄变无溶剂聚氨酯合成革的制备方法 | |
| CN101254654A (zh) | 碳纤维材料加工工艺、移动终端外壳制造方法及移动终端 | |
| CN105500595B (zh) | 一种碳纤维壳体及其表面涂层制备方法 | |
| CN102371684A (zh) | 复合材料电缆支架制备方法 | |
| CN103482980A (zh) | C/SiC复合材料及其制备方法 | |
| CN102001212A (zh) | 一种玻璃钢加工工艺 | |
| CN112062997A (zh) | 一种适用于四维增材制造技术的可编程聚氨酯材料 | |
| CN107277948B (zh) | 远红外复合树脂发热基板、其制备方法及应用 | |
| CN108115873A (zh) | 贴花加金密胺餐具的生产工艺 | |
| CN101638171A (zh) | 一种无缝输送带及其制造方法 | |
| CN107501982A (zh) | 一种线状高能胶及其制备方法 | |
| CN100569886C (zh) | 电气绝缘瓷套用粘接剂及瓷套的粘接方法 | |
| EP0587903B1 (en) | Mold for manufacturing very thin rubber molding and method of manufacturing the mold | |
| CN107446152A (zh) | 预浸料的制备方法以及预浸料 | |
| CN105601924A (zh) | 改性双马来酰亚胺树脂、改性双马来酰亚胺树脂/碳纤维增强层压板及其制备方法 | |
| CN206004723U (zh) | 一种不锈钢碳纤维复合材料手机框架 | |
| CN110757677B (zh) | 一种含硬质导电海绵式结构屏蔽材料及其制造方法 | |
| CN109318501B (zh) | 一种表面显现纤维原色纹路的玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料及其成型工艺和应用 | |
| JP4461534B2 (ja) | 積層体の製造方法 | |
| CN113119494A (zh) | 一种碳纤维汽车电池盒及其制备方法 | |
| KR100868113B1 (ko) | 열전사 프리프레그 | |
| CN103771036B (zh) | 钢卷鞍座复合保护层及形成保护层的方法 | |
| CN214645087U (zh) | 一种制造石英石板材的布料设备 | |
| CN1071178A (zh) | 超强吸水瓷模及其制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201211 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |