[发明专利]具有高玻璃化转变温度的双组分聚氨酯体系

说明书

技术领域

本发明涉及双组分PU组合物，即，基于多元醇组分和异氰酸酯组分的双组分组合物，其中，意欲将所述组合物以低粘度引入纤维填充模具中。在交联状态下，所述组合物意欲具有提高的玻璃化转变温度。

背景技术

纤维增强模塑制品意欲表现出提高的机械性能。出于这个目的，所使用的基质材料需要稳定地连接到纤维材料。任何缺陷都会对模塑制品的机械性能产生负面影响。因此，相应制品应尽可能不含气孔、空腔和/或气泡。基于环氧树脂粘合剂的合适的基质材料是已知的。然而，这些材料具有各种缺点，例如，体系的反应性往往太高。这可能会导致反应混合物高度放热，从而也可能损害聚合物的性能。因此，正在研发基于反应性双组分聚氨酯体系的其它粘合剂。

WO2008/110602描述一种PU粘合剂组合物，它由含有具有酸性H原子的化合物的组分和聚异氰酸酯组分以及用于异氰酸酯的三聚催化剂组成。

WO2011/067246描述一种树脂体系，它含有聚异氰酸酯、具有与聚异氰酸酯反应的酸性H原子的化合物、催化剂和更高官能的酸。这里，酸必须可溶在具有反应性H基团的化合物中。

WO2010/023060描述含有三聚催化剂的异氰酸酯反应性化合物的混合物。所述混合物由邻苯二甲酸或偏苯三酸通过与多元醇的反应获得，其中，必须保持特定的数量比。

EP 0305140描述一种用PU组合物制造刚性模塑制品的方法，其中，反应混合物必须含有聚异氰酸酯、多元醇和环状碳酸亚烷基酯。此外，存在由叔胺和碳酸亚烷基酯制备的催化剂。

WO2009/150010描述由多元醇和异氰酸酯组分制备的组合物，其中，所述异氰酸酯组分中所包含的NCO基团中的至少65％为位阻NCO基团。这里，所述组合物意欲用作纤维材料中的基质树脂。

上述组合物通常用于制造纤维增强模塑制品。这里，将合适的纤维材料铺放于封闭的模具中，然后用作为基质树脂的上述材料包裹所述纤维材料。这可以通过多种方法——例如通过施加压力、升高温度或施加真空——辅助。由于缺陷明显损害应用特性，因此，使用低粘度材料是有利的。

已经发现，PU体系的粘度在反应开始时可设置得非常低。这里，粘合剂意欲在全部纤维内容物的周围流动，因为即使是在纤维上——例如在交叉点处——的小的残留气泡也会使模塑制品变弱。然而，由于相应的模塑制品也可具有相对较大的尺寸或具有复杂的形状，因此，所述粘度也需要在低水平下维持足以填充模具的一段时间。如果想要在组分中实现提高的纤维填料含量，只有在这些情况下，才可确保在基质材料中出现尽可能少的缺陷。然而，另一方面，所述组合物应尽可能快地交联，以使得快速脱模成为可能并确保更好的模具利用。

上述已知组合物包含特定的催化剂。这些催化剂意欲确保异氰酸酯/OH基团的交联反应被延迟。由此，可延迟所述组合物的粘度的增加。然而，在这种情况下，最终的交联也被延缓。此外，此类催化剂通常仅以少量存在。因此，它们必须以精确测量的比例存在，否则工业生产时性能不能充分地再现。

对相应的基质粘合剂的另一要求是，在交联后，不管外部条件如何，机械性能保持不变。已经发现，影响机械性能的一个参数是玻璃化转变温度(T_g)。可经由对多元醇和交联点密度的选择影响这个参数，但不希望其对进行处理所需要的粘度有负面影响。特别是，可经由对多元醇或交联点密度的选择影响T_g，但不希望其对进行处理所需要的粘度有负面影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种聚氨酯粘合剂体系，它在非交联状态下具有低粘度并且在延长的处理时间段内保持所述低粘度。在交联后，应获得具有提高的玻璃化转变温度的基质组合物。在操作条件下也应保持 这些机械性能，并且应尽可能地避免经交联的粘合剂的任何降解。此外，各组分应分别在储存期间稳定，以确保制备方法可再现。

所述目的由粘度为20mPa·s到3000mPa·s(EN ISO 2555，25℃)并且含有以下物质的双组分聚氨酯组合物实现：i)10重量％到80重量％的至少一种数均分子量为200g/mol到3000g/mol的在25℃下为液体的多元醇，ii)5重量％到70重量％的至少一种聚异氰酸酯，和任选存在的0到10重量％的催化剂，其中，所述组合物的NCO:OH比率为2:1到1:2，并且使用聚异氰酸酯，其中，所述聚异氰酸酯中的3摩尔％到25摩尔％的NCO基团被转化成碳化二亚胺和/或脲酮亚胺(uretonimine)。