[发明专利]改性聚氨酯组合物及其应用

说明书

本发明涉及改性聚氨酯组合物及其应用，属于聚氨酯复合材料技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种改性聚氨酯组合物。本发明改性聚氨酯组合物，包含以下组分：a)异氰酸酯组分：包含一种或多种异氰酸酯；b)羟基组分：包含多元醇和式Ⅰ化合物；c)助剂：包含催化剂和自由基引发剂。本发明改性聚氨酯组合物，采用特定的羟基组分，具有水分敏感度低、常温固化效果好，Tg建立快，力学性能好，生产效率高等突出优点，适用于各种复合材料成型工艺。

技术领域

本发明涉及改性聚氨酯组合物及其应用，属于聚氨酯复合材料技术领域。

背景技术

近年来，聚氨酯复合材料逐步用于制备风电叶片领域。与传统环氧树脂制作的风电叶片相比，聚氨酯复合材料制造的风电叶片具有成本较低、物理性能更好等优点。但是，现有的聚氨酯体系，由于存在初期反应快，凝胶时间短，后固化时间长等突出缺点，无法很好的用于复合材料的制备，需要进行改进。

专利CN106221191A公开了一种用于风机叶片的碳纤维/聚氨酯复合材料的合成方法，由预先脱水的聚醚多元醇和二异氰酸酯反应合成端异氰酸酯基的预聚体，然后再加入稀释剂，搅拌均匀，得到B组分；由小分子扩链剂，催化剂和助剂混合均匀，得到A组分；将B组分和A组分混合均匀、通过手糊模压工艺或真空导入工艺，使每层碳纤维均能很好的浸润，然后通过模压固化成型，脱模，后硫化得产品。该方法主要通过预聚反应的形式制备得到聚氨酯，其方法较为复杂，且混合粘度大，凝胶时间短，后固化温度高，常温Tg建立慢。

专利CN111051377A公开了一种包含聚氨酯-聚丙烯酸酯树脂基质的复合材料，主要选用甲基丙烯酸羟丙酯(HPMA)等改性聚氨酯，从而使得该聚氨酯-聚丙烯酸酯反应性组合物适用于真空灌注方法，制备得到的复合材料具有快速固化、低放热和优异的机械性能。但是，该配方中异氰酸酯用量占比高，且对湿度敏感，制备缺陷多，且该配方依旧存在后固化需要的时间长，Tg建立慢，生产效率低等缺陷。

可见，现有常规聚氨酯反应速率太快，粘度增长快，无法适用于真空导入工艺。采用丙烯酸羟丙酯类预聚改性得到组合物又存在对湿度敏感，制品缺陷多，后固化时间长的缺陷。

发明内容

针对以上缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种改性聚氨酯组合物。

本发明改性聚氨酯组合物，包含以下组分：

a)异氰酸酯组分：包含一种或多种异氰酸酯；

b)羟基组分：包含多元醇和式Ⅰ化合物，

R₁、R₂、R₃和R₄分别独立选自1～4个碳原子的亚烷基；R₅、R₆、R₇分别独立选自氢或甲基；

c)助剂：包含催化剂和自由基引发剂。

在本发明的一个实施方式中，所述多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种。

在本发明的一个实施方式中，式Ⅰ化合物为季戊四醇三丙烯酸酯。

在本发明的一个实施方式中，所述多元醇与式Ⅰ化合物的重量比为0.5～4:1。

在一个具体实施例中，多元醇与式Ⅰ化合物的重量比为1:1。

在本发明的一个实施方式中，羟基组分与异氰酸酯组分的重量比为100:30～100。

在一个具体实施例中，羟基组分与异氰酸酯组分的重量比为100:52。

在本发明的实施方式中，还包括促进剂、消泡剂中的至少一种。

本发明还提供本发明所述改性聚氨酯组合物在制备聚氨酯复合材料中的应用。