[发明专利]聚氨酯组合物在VARTM或HPRTM工艺中的用途，聚氨酯组合物及其制备的复合材料

说明书

本发明提供了聚氨酯组合物在VARTM或HPRTM工艺中的用途，和所述聚氨酯组合物及其制备的复合材料。所述聚氨酯组合物在室温下具有合适的操作时间和较低的粘度，在高温下具有前期粘度低、后期固化速度快的特点，凝胶时间可以根据制品成型操作时间灵活控制，异氰酸酯组份与多元醇组份的相容性优异，尤其适合用于VARTM或HPRTM工艺。由所述聚氨酯组合物制备的复合材料具有优异的机械性能及耐热性。

技术领域

本发明涉及聚氨酯组合物在VARTM或HPRTM工艺中的用途，和所述聚氨酯组合物及其制备的复合材料。

背景技术

传统树脂传递模塑(RTM)是手糊成型工艺改进的一种闭模成型技术，工艺方法大致为：将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，使树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型。该工艺得到的制品尺寸稳定性差、物理性能一般、制造成本高、结构单一的缺点。

为了克服传统树脂传递模塑工艺的缺点，人们开发了真空辅助的树脂传递模塑工艺(VARTM)和高压树脂传递模塑工艺(HPRTM)。真空辅助的树脂传递模塑工艺(VARTM)通常采用真空袋膜(软膜)覆盖在模具上密封的一种成型方式，这种方法通常能够获得质量较高的成型产品；高压树脂传递模塑成型(HPRTM)工艺技术是近些年推出一种针对大批量生产高性能复合材料的新型工艺，它采用预制件、钢膜、真空辅助排气，并通过高压注射，使树脂液体快速充满模腔和固化，该工艺生产制品效率高、尺寸稳定性好、质量高、复合材料批量生产成本低，实现了多样化和复杂结构制品。

目前市场上常用于VARTM和HPRTM工艺的树脂主要为环氧树脂及聚氨酯树脂，但多存在以下三方面缺点：(1)树脂对纤维的浸渍不够理想，制品孔隙率高；(2)制品成型操作时间不可控，制品的纤维含量较低(一般约30-50％)；(3)大面积、结构复杂的模具型腔内，无法进行预测和控制，树脂流动不均衡。

专利CN106459363A公开了基于疏水性聚醚多元醇在制备聚氨酯/聚异氰酸酯反应混合物的纤维复合部件，该专利中描述了反应性树脂混合物的粘度在25℃的恒温下具有很长的贮存期并且粘度上升非常缓慢，但缺点在于体系凝胶时间长，制品物性较差，不能根据制品的大小及形状调节凝胶时间，制品生产效率低，不经济。

专利CN107771193A公开了一种用于制造纤维复合材料风力涡轮机中的层结构的聚氨酯体系，由于该专利使用的多异氰酸酯混合物与多元醇的相容性不佳，会导致将多异氰酸酯混合物与多元醇长时间混合后，它们很有可能会发生分层，使未反应组份残留在制品中，对环境及人体有害，同时降低制品的物理性能。

专利CN106232671A公开了通过由多异氰酸酯、多元醇、热潜伏性催化剂和任选的添加剂形成的聚氨酯反应性树脂混合物浸渍纤维来获得的纤维复合部件。该专利中聚氨酯反应混合物在室温下的贮存期仅有14分钟，导致对于大件复杂制品来不及操作，同时由于聚氨酯混合物粘度上升的比较快，容易导致树脂对纤维的浸渍不够理想，制品孔隙率高。

专利CN107735421A公开了硬质聚氨酯树脂组合物、硬质聚氨酯树脂、成型品及纤维增强塑料，该专利中的树脂液体凝胶时间极短，流动性差，对纤维的浸渍不够理想，制品孔隙率高，同时不利于制备大件结构复杂制品。

因此，本发明提供一种能够用于真空辅助的树脂传递模塑工艺或高压树脂传递模塑工艺的聚氨酯组合物，来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了聚氨酯组合物在VARTM或HPRTM工艺中的用途，和所述聚氨酯组合物及其制备的复合材料。所述聚氨酯组合物在室温下具有合适的操作时间和较低的粘度，在高温下具有前期粘度低、后期固化速度快的特点，凝胶时间可以根据制品成型操作时间灵活控制，异氰酸酯组份与多元醇组份的相容性优异，尤其适合用于VARTM或HPRTM工艺。由所述聚氨酯组合物制备的复合材料具有优异的机械性能及耐热性。

本发明技术方案如下。