[发明专利]具有耐高温性的聚氨酯材料

说明书

本发明涉及制备聚氨酯纤维复合材料的方法，其中将以下组分混合：(a)二异氰酸酯和/或多异氰酸酯、(b)具有对异氰酸酯基团呈反应性的氢原子的化合物、(c)包含至少一个碳‑碳双键的化合物、(d)任选地加速氨基甲酸酯反应的催化剂、(e)任选地自由基起始剂，和(f)任选地其他助剂和添加剂，以形成反应混合物，使用该反应混合物将纤维材料润湿并且固化。具有对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的化合物每个分子平均具有至少1.5个对异氰酸酯基呈反应性的氢基团；化合物(c)的双键密度为至少21％；化合物(c)的双键官能度大于1；所述化合物(c)不具有对异氰酸酯基呈反应性的基团；并且二异氰酸酯和/或多异氰酸酯(a)的异氰酸酯基团与化合物(b)的对异氰酸酯基呈反应性的氢原子的当量比为0.8至2。本发明还涉及可使用本发明的方法获得的聚氨酯纤维复合材料，以及聚氨酯纤维复合材料作为结构构件的用途。

本发明涉及制备聚氨酯材料的方法，所述方法包括将以下组分混合：(a)二异氰酸酯和/或多异氰酸酯、(b)具有异氰酸酯反应性氢原子的化合物、(c)包含至少一个碳-碳双键的化合物、(d)任选地加速氨基甲酸酯反应的催化剂、(e)任选地自由基引发剂，和(f)任选地其他助剂和添加物质材料，以形成反应混合物并且固化，其中具有异氰酸酯反应性氢原子的化合物每个分子含有平均不低于1.5个异氰酸酯反应性氢基团，化合物(c)的双键密度不低于21％且化合物(c)的双键官能度大于1，所述化合物(c)不具有异氰酸酯反应性基团，并且二异氰酸酯和/或多异氰酸酯(a)的异氰酸酯基团与化合物(b)的异氰酸酯反应性氢原子的当量比为0.8至2。本发明还涉及可通过本发明的方法获得的聚氨酯材料，并且还涉及使用聚氨酯材料，特别是聚氨酯型纤维复合材料作为结构部件的方法。

聚氨酯材料是可广泛使用的，但是它们在高温下的使用性能通常值得改进。聚氨酯型纤维复合材料是已知的并且通常通过拉挤成型、纤维缠绕工艺或浸渍工艺(例如真空灌注)获得。由此获得的纤维复合材料同时具有相对低重量的材料与硬度、刚度、耐腐蚀性和易加工性。聚氨酯型纤维复合材料用作例如车辆结构中的车身外部部件、作为船体、桅杆、杆、电缆塔如电线杆或电杆，或用于风力系统的转子叶片。

在相对高的温度下维持良好的材料相关的性能是可以改进的。在该方向上的一种尝试涉及提高聚氨酯型纤维复合材料的玻璃化转变温度。对于汽车工业中被称为阴极电泳涂装的涂漆工艺而言，也需要耐高温材料。

US 4162357公开了一种制备耐热合成树脂的方法，其中多异氰酸酯含有三聚催化剂和至少一种选自以下的物质：可聚合的不饱和单体、有机环氧化物和0.05至0.5等价物，基于具有异氰酸酯反应性氢原子的化合物的异氰酸酯基团计。

WO 2008/119973、WO 2015155195和WO2016087366记载了相对高官能的多异氰酸酯与包含羟基、异氰酸酯反应性基团和至少一个末端双键的化合物的反应。异氰酸酯与该化合物的反应得到粘性液体，其随后任选地在其他双键化合物(例如苯乙烯)的存在下在双键处进行聚合而形成固体树脂。

现有技术的方法的缺点在于需要繁琐的两步制备法，并且特别地，在大的工业规模下，含有双键和异氰酸酯反应性基团的化合物并不常见，而且相对昂贵。此外，由于一元醇的特征，异氰酸酯-一元醇反应不会形成大的分子量，也不会获得交联的聚氨酯，这表现在所得产物具有较差的机械性能。

本发明的目的是提供一种改进聚氨酯在高温下的机械性能的简单方法，从而制备出能够例如用于阴极电泳涂装法的聚氨酯。

本发明提供一种制备聚氨酯材料的方法，所述方法包括将以下组分混合：(a)二异氰酸酯和/或多异氰酸酯、(b)具有异氰酸酯反应性氢原子的化合物、(c)包含至少一个碳-碳双键的化合物、(d)任选地加速氨基甲酸酯反应的催化剂、(e)任选地自由基引发剂，和(f)任选地其他助剂和添加物质材料，以形成反应混合物并且固化，其中具有异氰酸酯反应性氢原子的化合物每个分子含有平均不低于1.5个异氰酸酯反应性氢基团，化合物(c)的双键密度不低于21％且化合物(c)的双键官能度大于1，所述化合物(c)不具有异氰酸酯反应性基团，并且二异氰酸酯和/或多异氰酸酯(a)的异氰酸酯基团与化合物(b)的异氰酸酯反应性氢原子的当量比为0.8至2。