[发明专利]用于生产柔性聚氨酯凝胶涂层的双组分组合物

说明书

技术领域

本发明涉及双组分组合物(two-component composition)用于生产用于环氧树脂和乙烯酯复合物的柔性聚氨酯凝胶涂层(gelcoat)的用途，所述双组分组合物包括多元醇组分和聚异氰酸酯组分。本发明还涉及复合物的生产方法、和复合物。

背景技术

复合物(实例是纺织和/或无纺玻璃纤维织物/网幅和环氧树脂/乙烯酯树脂的复合物)的表面往往相对不引人注意，此外对光和气候也不稳定。因此，它们需要表面涂层。环氧树脂/乙烯酯树脂复合物在被涂布前，它们必须经过磨光和填充，因为对复合物的直接表面涂布会伴有纤维的直立。另一个备选方法是使用凝胶涂层。

凝胶涂层是可涂布于复合结构的模具以产生光滑的组件表面，同时也生产吸引人的(在适当时)光稳定和气候稳定的表面的树脂体系。在模内(in-mould)方法的情况下，在混合了其活性组分后，在处理时间(适用期)内将凝胶涂层树脂体系作为第一层引入模具内。凝胶化后获得的层具有充分的机械稳定性，在涂布合成树脂(例如环氧树脂或乙烯酯树脂)和(在适当时)有机或无机网幅或织物(例如纺织玻璃纤维织物或无纺玻璃纤维网幅)时不受损害。相似的说明适合注塑方法和涂布湿层叠物时，也适合预浸料坯的涂布。

为了保证(i)合成树脂(环氧树脂和/或乙烯酯树脂)和(ii)凝胶涂层之间的充分粘合，用合成树脂涂布必须在凝胶涂层树脂体系的层叠时间内进行。随后，合成树脂和凝胶涂层树脂体系完全固化。

在本发明说明书的内容中，适用下列术语定义：

-层叠时间是从进入模具的凝胶涂层膜达到消粘状态开始的时间段，在该时间段内凝胶涂层膜必须被层叠，以仍然保证凝胶涂层和层叠物之间的充分粘合。

-适用期是从两个活性组分的混合开始直到反应混合物凝胶化的时间段。适用期结束后，反应混合物将无法加工。

-消粘时间是从均匀的，初始混合的反应混合物涂布于模具表面直到涂布的膜达到消粘状态的时间段。

-凝胶时间是直到反应混合物凝胶化而测量的时间，如E-DIN VDE0291-2(VDE 0291-Part 2)：1997-06，9.2.1节中所述。

所使用的凝胶涂层树脂体系是，例如，基于自由基固化树脂(比如，例如，不饱和聚酯(UP)、乙烯酯或丙烯酸酯封端的低聚物)的制剂。在和UP合成树脂(UP复合材料)有关的涂布中，这些树脂体系具有可靠的处理并显示和多种合成树脂的良好粘合(和复合材料的粘合)，因为，由于在内凝胶涂层表面的固化反应，这些反应被大气氧抑制，边界层仅在涂布了合成树脂之后固化。然而，许多基于UP的市售凝胶涂层不显示充分的光泽稳定性且趋向于粉化并形成发丝裂缝。基于UP的凝胶涂层的其它劣势是不可避免的单体排放，在固化过程中经常非常严重的收缩，这导致复合物/凝胶涂层边界的应力，由此导致边界的稳定性差，以及和基于环氧树脂(EP树脂)或乙烯酯树脂(VE树脂)的复合物相比一般粘合差。

对于和EP复合材料有关的涂布，可以例如使用EP凝胶涂层(实例是那些来自SP体系的凝胶涂层)。和UP凝胶涂层相比，EP凝胶涂层显示和EP复合材料好很多的粘合。EP凝胶涂层也含有不挥发的单体，因此从职业卫生的角度来看比大部分含苯乙烯的UP凝胶涂层更少引起反对。然而，EP凝胶涂层的劣势是：

-对混合比不精确的容忍低，在特定情况下可能在固化的凝胶涂层中导致变色(discoloration)和机械抗性严重降低，

-固化反应高度放热，仅允许小批量尺寸，

-固化反应非常迅速，

-气候稳定性不足，

-热黄化稳定性非常差，

-玻璃化转变温度通常高(70℃，来自SP体系的凝胶涂层)，因此材料在显著低于玻璃化转变温度的操作温度下脆，和

-具有一些黄化稳定性的EP树脂的价格高。

因此，对于需要高光稳定性和气候稳定性的应用，原则上优选基于脂肪族聚氨酯的表面涂层。然而，在PU凝胶涂层的制剂中，必须记住多元醇和聚异氰酸酯的常规混合物仅当反应在非常发展的阶段才凝胶化。然而，在那时，反应能力大大受限，因此PU凝胶涂层对用于复合材料的合成树脂的粘合大大受限(即消粘时间相对长，而层叠时间相对短)。使用这类常规产品从处理的角度来看会困难，且就凝胶涂层/合成树脂粘合而言不可靠。