[发明专利]聚氨酯复合树脂

说明书

本发明涉及包含以下组分的纤维复合材料：(a)通过至少以下组分的反应获得或可获得的聚氨酯：(i)多异氰酸酯组合物，(ii)包含至少15重量％的至少三官能醇(ii.1)的多元醇组合物，所述至少三官能醇(ii.1)具有至少两个伯羟基(ii.1)；(b)至少部分嵌入致密聚氨酯中的纤维，其中多异氰酸酯组合物(i)和多元醇组合物(ii)以异氰酸酯指数为99至400的比例使用。本发明还涉及一种制备纤维复合材料的方法，涉及通过该方法获得或可获得的纤维复合材料，以及该纤维复合材料用于制备管(特别是锥形管)、管接头、压力容器、储罐、绝缘体、桅杆、杆、滚轴、扭力轴、型材、运动器材、成型件、盖板、汽车外饰件、绳索、电缆、等网格结构或半成品纺织产品的用途。

本发明涉及一种纤维复合材料，其包含下述组分：(a)通过至少以下组分反应获得或可获得的聚氨酯：(i)多异氰酸酯组合物；(ii)多元醇组合物，其包含至少15重量％的具有至少两个伯羟基的至少三官能醇(ii.1)；(b)至少部分嵌入致密聚氨酯中的纤维。

本发明还涉及制备纤维复合材料的方法，涉及通过该方法获得或可获得的纤维复合材料，以及该纤维复合材料用于制备以下产品的用途：管(特别是锥形管)、管接头、压力容器、贮存罐、绝缘体、桅杆、杆、滚轴(roller)、扭力轴、型材、运动器材、成型件、盖板、汽车外饰件、绳索、电缆、等网格结构或半成品纺织产品。

长丝缠绕(filament winding)是一种用于制备旋转对称组件的制造方法。在长丝缠绕中，纤维通常作为粗纱从一个或多个线轴中抽出，浸泡在树脂中并缠绕在旋转的芯上。粗纱是由平行长丝(连续纤维)制成的束、股或复丝纱线(multifilament yarn)，所述粗纱主要用于制备纤维复合塑料或纤维增强塑料，为复合材料的一个子群组。原则上，除粗纱外，还可以使用二维织物，如无纺布、机织布或针织布。在缠绕到旋转芯上之后，将层压板在烘箱中固化。通过改变纤维类型、缠绕角度和层的厚度，可以制备范围广泛的层压板，其用于各种领域。

长丝缠绕制备的标准要求尤其是超过30分钟、优选超过45分钟的长开放时间。反应混合物不得在开放浴(连续纤维在其中用相应的树脂浸渍)中凝胶化。此外，重要的是，在缠绕过程中不会由于包含的空气，特别是由于大气水分/潮湿纤维与异氰酸酯的反应，而在表面形成气泡。由此可见，用于此类树脂浴的常规聚氨酯(PU)制剂使用的是反应性较低的多元醇或催化剂，通常是用环氧丙烷封端的多元醇，即用仲醇封端的多元醇。由于反应性和亲水性，环氧丙烷(PO)明显优于环氧乙烷(EO)。

WO 2016/183073 A1公开了一种通过纤维缠绕制备复合元件的方法，其中使用胺引发的多元醇，其确切组成未公开。WO 03/085022 A1描述了一种在长丝缠绕中使用的反应体系，其中使用具有含氢反应性基团的有机多官能树脂；使用的多元醇几乎全部基于PO。

通常避免使用环氧乙烷封端的多元醇，因为这会导致多元醇组分的开放时间短，并且这种反应性树脂不能用常规工艺技术加工，因为反应树脂在开放浸渍浴中短时间后会凝胶化。然而，从经济的角度来看，较短的固化时间是可取的，并且一个目标也是最小化对水分的敏感性。

本发明的一个目的是制备聚氨酯(PU)纤维复合物，在其制备中可缩短开放时间，并且其树脂组分表现出对水分的低敏感性，并且还可以缩短固化时间。

该目的通过一种纤维复合材料实现，所述纤维复合材料包含以下组分：

a)通过至少以下组分的反应获得或可获得的聚氨酯：

i)多异氰酸酯组合物；

ii)多元醇组合物，其包含至少15重量％、优选至少20重量％、更优选至少25重量％、更优选至少30重量％的至少三官能醇(ii.1)，其具有至少两个伯羟基，优选三个伯羟基；

b)至少部分嵌入致密聚氨酯中的纤维。