[发明专利]制造储存稳定的聚氨酯-预浸料的方法和由其制成的得自溶液中的聚氨酯组合物的成型件

说明书

本发明涉及储存稳定的聚氨酯-预浸料的制造方法和由其制成的成型件（复合部件），其可通过使用反应性聚氨酯组合物借助溶液中的聚氨酯组合物通过浸渍纤维增强材料如织物和网格布（Gelegen）的方法获得。

各种成型工艺，例如反应传递模塑（RTM）法包括将增强纤维引入模具，关闭模具，将可交联树脂制剂引入模具和随后的树脂的交联，通常通过施热进行。

这种方法的局限之一是将增强纤维放入在模具中相对困难。必须裁剪织物或网格布的各层并适应不同的模具几何。这是耗时和复杂的，特别是在模具还要包含泡沫或其它芯时。具有易于操作和重新成型可能性的可预成型的纤维增强材料在此是合意的。

由于它们易于操作且相较于替代的湿铺工艺提高的在加工过程中的效率，所以预浸料形式的纤维增强材料已用于许多工业应用中。

此类系统的工业用户除更快的周期时间和甚至在室温下的更高的储存稳定性而外也要求裁剪预浸料的可能性，而在自动裁剪和铺设各预浸料-层时裁剪工具不被通常粘性的基质材料污染。

除聚酯、乙烯基酯和环氧体系外，在交联基质体系领域中有一系列专用树脂。其中也包括聚氨酯树脂，其由于它们的韧性、耐破坏性和强度而特别用于通过拉挤成型法制造复合型材。作为缺点，常常提到所使用的异氰酸酯的毒性。

聚氨酯复合材料也具有比乙烯基酯、不饱和聚酯树脂(UPE)或UPE-聚氨酯杂化树脂优越的韧性。

例如在WO 98/50211、US 4,992,228、US 5,080,857、US 5,427,725、GB 2007676、GB 2182074、EP 309 221、EP 297 674、WO 89/04335、US 5,532,296和US 4,377,657、US 4,757,120中描述了基于环氧体系的预浸料和由其制成的复合材料。

在WO 2006/043019中，描述了基于环氧树脂-聚氨酯粉末的预浸料的制造方法。

此外，以作为基质的基于粉末状的热塑性塑料的预浸料是已知的。

在US 2004/0231598中，描述了使颗粒经过带有静电荷的特殊加速室的方法。这种装置用于玻璃基底、芳族聚酰胺基底或碳纤维基底的涂布以由热塑性树脂制造预浸料。作为树脂，提到聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚砜（PES）、聚苯砜（PPS）、聚酰亚胺（PI）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氨酯（PU）、聚酯和含氟聚合物。由其制成的热塑性预浸料织物表现出固有韧性、良好的粘弹性阻尼性能、无限的储存寿命、良好的化学品耐受性和再循环能力。

在WO 98/31535中，描述了用于粉末浸渍的方法，其中待浸渍的玻璃绞纱或碳纤维绞纱用颗粒/液体-或颗粒/气体-混合物以给定的速度分布来加载。其中，所述粉末由陶瓷或热塑性材料，尤其是热塑性聚氨酯构成。

在WO 99/64216中，描述了预浸料和复合材料及其制造方法，其中使用具有如此小的聚合物颗粒的乳状液，以至于能够实现单纤维的包覆。该颗粒的聚合物具有至少5000厘泊的粘度，并且是热塑性塑料或交联聚氨酯聚合物。

在EP 0590702中，描述了用于制造预浸料的粉末浸渍，其中该粉末由热塑性塑料和反应性单体或预聚物的混合物构成。WO 2005/091715同样描述了热塑性塑料用于制造预浸料的用途。

Michaeli等人在Coatings & Composite Materials, 第19期, 第37 - 39页, 1997中描述了使用被称作TPU的热塑性聚氨酯的拉挤成型法的粉末技术的发展。此外，在文章Processing and properties of thermoplastic polyurethane prepreg. (Ma, C. C. M.; Chiang, C. L. Annual Technical Conference -Society of Plastics Engineers (1991), 第49期 2065-9.)中公开了基于含有溶剂和水的TPU体系的热塑性聚氨酯(TPU)预浸料。

具有基于双组分聚氨酯（2-K-PUR）的基质的预浸料是已知的。