[发明专利]具有相分离的双组分聚氨酯体系

说明书

技术领域

本发明涉及基于多元醇组分和异氰酸酯组分的双组分聚氨酯组合物，其中，意欲将所述组合物以低粘度引入纤维填充模具中。液体形式的所述组合物表现出相分离。所述组合物在交联状态下意欲表现出高的玻璃化转变温度。

背景技术

纤维增强模塑制品意欲具有良好的机械性能。出于这个目的，所使用的基质材料必须以稳定的方式连接到纤维材料。任何缺陷都会对模塑制品的机械性能产生负面影响。因此，相应制品中应含有尽可能少的空腔、缺陷和/或气泡。基于环氧树脂粘合剂的合适的基质材料是已知的。然而，这些材料具有各种缺点；例如，体系的反应性往往太高。这可能会导致反应混合物高度放热，从而也可能损害聚合物的性能。因此，也研发了基于反应性双组分聚氨酯体系的其它粘合剂。

WO 2008/110602描述一种聚氨酯粘合剂组合物，它由含有具有酸性氢原子的化合物的组分和聚异氰酸酯组分以及用于异氰酸酯的三聚催化剂制成。其权利要求书中要求，这两种组分必须彼此相容。

WO 2011/067246描述一种树脂体系，它含有聚异氰酸酯、具有与聚异氰酸酯反应的酸性氢原子的化合物、催化剂和更高官能的酸。所述酸必须可溶在具有反应性氢基团的化合物中。

WO 2010/023060描述含有三聚催化剂的异氰酸酯反应性化合物的混合物。所述混合物由邻苯二甲酸或偏苯三酸通过与多元醇的反应获得，其中，必须遵守特定的数量比。

EP 1471088描述含有多元醇且具有芳香胺化合物的聚氨酯组合物。这些多元醇被明确地描述为产生相容性的(compatibility-producing)。

WO 2009/150010描述由多元醇和异氰酸酯组分制成的组合物，其中，所述异氰酸酯组分中所包含的NCO基团中的至少65％为位阻NCO基团。所述组合物意欲作为基质树脂用于纤维复合材料中。

上文列举的组合物通常用于制造纤维增强模塑制品：将相应的纤维材料置于封闭的模具中，然后将所述纤维材料包裹在上文列举的作为基质树脂的材料中。这可以通过多种方法——例如通过施加压力、升高温度或施加真空——辅助。由于缺陷明显损害利用性能，因此，采用低粘度材料是有益的。

已经发现，聚氨酯体系的粘度在反应开始时可设置得非常低。粘合剂应在所有纤维组分的周围流动，因为即使是在纤维上——例如在交叉点处——的小的残留气泡也会使模塑制品变弱。但是，由于相应的模塑制品也可具有较大的尺寸或复杂的形状，因此，所述粘度也需要在低水平下维持足以填充模具的一段时间。当想要实现组分中高程度的纤维填料填充时，只有在这些条件下，才可确保在基质材料中出现尽可能少的缺陷。另一方面，所述组合物应尽可能快地交联，以使得快速脱模和模具的更好利用成为可能。

上文列举的已知组合物包含特定的催化剂。这些催化剂意欲确保异氰酸酯/OH基团的交联反应被延迟。由此，可延迟所述组合物的粘度的升高。然而，最终的交联也被延缓。此外，此类催化剂通常仅以少量存在。因此，它们必须以精确测量的比率包含在内，否则工业生产时性能不能充分地再现。

对相应的基质粘合剂的另一要求是，在交联后，机械性能保持不变，不管外部条件如何。已经发现，机械性能的一个影响参数是玻璃化转变温度(Tg)。可通过对多元醇或交联点密度的选择影响这个参数，但进行处理所需要的粘度还必须不会受到负面影响。特别是，可通过对多元醇或交联点密度的选择影响Tg，但进行处理所需要的粘度还必须不会受到负面影响。

已在实践中发现，当混合多元醇和异氰酸酯时，产生不相容的混合物。从本来澄清的混合物变浑浊可以明显看出这点。然而，已知，这种相分离导致非均匀组分。因此，在现有技术中，或者添加特殊的相容性促进剂，或者必须对多元醇进行特殊选择。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种聚氨酯粘合剂体系，它在非交联状态下具有低粘度并且在延长的处理时间段内保持所述低粘度。有各种各样的多元醇可供选择。然后，可将这些体系直接处理成基质组合物。经交联的基质意欲具有高的玻璃化转变温度和良好的机械性能。