[发明专利]用于片状模塑料的可固化的环氧化物/聚氨酯混杂树脂体系

说明书

本发明涉及一种可固化的环氧化物/聚氨酯混杂树脂体系，其含有环氧树脂、聚氨酯和用于所述环氧树脂的潜在固化剂，并且具有使得混杂树脂体系适用于SMC(片状模塑料)范围的粘度。本发明还涉及所述树脂体系用于SMC应用的用途、使用所要求保护的树脂体系制备纤维增强的复合材料的方法、以及由此获得的纤维增强的复合材料以及结构材料和模塑材料。

本发明涉及一种可固化的环氧/聚氨酯混杂树脂体系，其含有环氧树脂、聚氨酯和用于所述环氧树脂的潜在固化剂，并且具有使得混杂树脂体系适合于SMC(片状模塑料)应用的粘度。此外，本发明涉及这种树脂体系用于SMC应用的用途、使用所述树脂体系制备纤维复合材料的方法、以及由此获得的纤维复合材料以及结构部件和模塑部件。

片状模塑料(SMC)是纤维基质半成品，其由热固性反应树脂和玻璃纤维作为板状、面团状(dough-like)模塑料制备。在SMC中，所有必要的组分都是完全预混合的，准备好进行处理。通常，聚酯或乙烯基酯树脂与填料组合使用。增强纤维通常作为短纤维(cutfiber)存在，更少地以毡片或织物形式存在。

树脂填料与玻璃纤维的混合物的全自动混合产生薄片(foil)形式的SMC半成品。然后可将其切割并通过挤出进一步加工成成品部件。SMC用于制备汽车车身部件、运动设备、电气、管道和航空航天工业的部件。在压制过程中，可以一步填充复杂的形状，并且可以已经将紧固件插入模具中。这使得SMC特别经济。填料主要用于降低成本，这取决于填料还用于减轻重量或改变其它物理性质。

由于与传统的不饱和树脂相比它们具有较好的强度和韧性，因此环氧树脂作为用于SMC应用的热固性组合物是特别想要的。然而，目前，还不能使用环氧树脂，因为其粘度在压制过程中的主要温度下太低。SMC工艺需要特殊的粘度曲线(profile)。因此，所使用的树脂必须在室温和150℃至160℃的压制温度下都具有高粘度，以便能够使用并满足由此制备的部件的性能要求。甚至部分固化的环氧树脂——已经预固化的所谓的B阶段树脂(例如已经用胺固化剂预固化的所谓的B阶段树脂)——目前也不具有合适的粘度。另外，存在这种部分固化的树脂通常必须冷冻储存的问题。

本发明克服了环氧树脂组合物的已知缺点并且基于发明人的以下发现：通过使用除了含有环氧树脂还含有聚氨酯的混杂树脂体系，可以克服环氧树脂对SMC应用的适用性问题。这种混杂树脂显示出与传统SMC树脂相似的粘度曲线。此外，通过添加聚氨酯不会显著降低稳定性。

因此，本发明在第一个方面中涉及用于SMC(片状模塑料)的可固化的环氧/聚氨酯混杂树脂体系，其特征在于，该混杂树脂体系包含：

(1)至少一种环氧树脂，

(2)至少一种聚氨酯；其中所述至少一种聚氨酯可通过使包含以下物质的反应混合物反应获得：

(a)至少一种多异氰酸酯；

(b)至少一种多元醇，特别是至少一种三醇；和

(c)至少一种用于合成聚氨酯的催化剂；和

(3)至少一种用于所述环氧树脂的潜在固化剂；

其中所述混杂树脂体系在150℃的温度下的粘度为至少100Pas，优选为至少500Pas。

本发明在另一个方面中涉及本文所述的树脂体系用作SMC中基质树脂的用途，并涉及SMC的制备，以及使用本文所述的树脂体系制造的纤维复合材料以及纤维增强的结构部件和模塑部件，以及相关的制备方法。

如本文所用，“至少一种”是指1种以上，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9种以上。连同本文所述组合物的组分，这一信息不是指分子的绝对数量，而是指组分的类型。因此，“至少一种多元醇”表示例如一种或多种不同的多元醇，即一种或多种不同类型的多元醇。与所述的数量一起，所述数量是指如上定义的相应指定类型的组分的总量。