[发明专利]基于聚氨酯的拉挤成型树脂体系

说明书

本发明涉及一种拉挤成型树脂体系，其包含(a)二-或多异氰酸酯，(b)具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物，(c)催化剂，(d)官能度大于或等于2的多元酸以及任选的(e)其他助剂和添加剂，其中所述多元酸的沸点在标准压力下至少为200°C且其可溶于具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物中。本发明进一步涉及一种生产拉挤成型体的方法以及该拉挤成型体。

该拉挤成型方法是一种生产具有恒定横截面的纤维增强型材的连续方法。拉挤成型装置通常由浸渍单元和加热的模头以及负责该方法的连续性的卷取系统构成。纤维的浸渍在敞开浴中或在密闭注射箱中进行。在这里用树脂润湿增强材料，例如玻璃纤维粗纱或玻璃纤维网。然后将该复合体在加热的模头中成型并硬化。卷取系统将成品型材从模头取出并最终将其切割成所需长度。为了使拉挤成型方法的效率最大化，希望使用高工艺速度，同时拉挤成型体具有非常好的机械性能和高表面质量。

Bayer、Huntsman、Milgard Manufacturing Incorporated、Resin Systems Inc.和其他公司已经描述了将双组分聚氨酯体系用于拉挤成型方法。所用材料主要为官能度为3.0的聚醚多元醇，使这些材料与异氰酸酯，常常为聚合MDI，在胺和作为催化剂的金属配合物以及还有各种添加剂存在下反应。在这里已经发现表面质量随着工艺速度提高而变得更差。通常在型材表面发现反应终产物—聚氨酯或PU粉末。在高卷取速度下观察到的其他特征是更差的润湿质量以及相应拉挤成型体的所得更差机械性能。这些现象再次限制了该方法的最大速度。

在WO 2005/049301中，Huntsman通过使用两种金属催化剂抗衡该问题。Bayer使用基于DMC多元醇(US 2008/0090921)或接枝多元醇(US2008/0087373)的体系，或者使用不溶混性PU体系(US 2008/0090996)。此外，Bayer和Huntsman均提到使用酸进行部分中和，即阻断胺催化的原理。在WO 2005038118中提到的具体实例是甲酸、乙酸、2-乙基己酸和油酸。

在US 2007/0113983、US 2007/0116941和US 2007/0117921中，Milgard Manufacturing Incorporated提到为了改善表面质量，原则上可以向该聚氨酯体系中加入聚合添加剂，其中这些添加剂降低该树脂的收缩。这些“低型材添加剂”的优选加入浓度基于整个树脂体系为4-10%。聚合添加剂在这里为聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯树脂、聚乙酸乙烯酯和被保护的聚氧化丙烯。

现有技术中所讨论的方法均未对在高拉挤成型速度下生产具有良好表面质量的拉挤成型体提供令人满意的解决方案，尤其对于相对复杂的型材几何形状。因此，本发明的目的是提供一种拉挤成型树脂体系，其在1米/分钟以上的高拉挤成型速度下得到具有优异表面质量的拉挤成型体，尤其对于相对复杂的型材几何形状。

惊人地发现本发明目的经由一种拉挤成型树脂体系实现，该体系包含(a)二-或多异氰酸酯，(b)具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物，(c)催化剂，(d)平均官能度大于或等于2的多元酸以及任选的(e)其他助剂和添加剂，其中所述多元酸的沸点在标准压力下至少为200°C且其可溶于具有至少两个对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物中。

对本发明而言，拉挤成型树脂体系是由各种组分构成的体系，其适合在各组分混合在一起之后使用纤维材料形成拉挤成型体。

所用二-或多异氰酸酯(a)可以是已知用于生产聚氨酯的任何脂族、脂环族或芳族异氰酸酯。实例是二苯基甲烷-2,2'-、2,4-和4,4'-二异氰酸酯，单体型二苯基甲烷二异氰酸酯和具有更多环的二苯基甲烷二异氰酸酯同系物的混合物(聚合MDI)，异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或其低聚物，甲苯二异氰酸酯(TDI)，例如甲苯二异氰酸酯异构体如甲苯-2,4-或2,6-二异氰酸酯，或者这些的混合物，四亚甲基二异氰酸酯或其低聚物，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或其低聚物，萘二异氰酸酯(NDI)或其混合物。

所用二-或多异氰酸酯(a)优选包括基于二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯，尤其是包含聚合MDI的那些。二-和多异氰酸酯(a)的官能度优选为2.0-2.9，特别优选2.1-2.8。二-或多异氰酸酯(a)在25°C下根据DIN 53019-1-3的粘度在这里优选为5-600mPas，特别优选10-300mPas。