一种复合材料基体树脂制造技术

本发明专利技术披露了一种复合材料基体树脂，它的前体组分中含有异氰酸酯预聚体，并且所述异氰酸酯预聚体中异氰酸酯单体占所述异氰酸酯预聚体总重量的比例小于1%。

A composite matrix resin

The invention discloses a composite matrix resin which contains isocyanate prepolymer in its precursor component, and the proportion of isocyanate monomer in the isocyanate prepolymer is less than 1% of the total weight of the isocyanate prepolymer.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料基体树脂摘要本专利技术披露了一种复合材料基体树脂，它的前体组分中含有异氰酸酯预聚体，并且所述异氰酸酯预聚体中异氰酸酯单体占所述异氰酸酯预聚体总重量的比例小于1%。
本专利技术涉及一种复合材料基体树脂的前体组分设计，进一步地，涉及一种制造异氰酸酯预聚体的方法，更进一步地，涉及用这种基体树脂制造复合材料的方法和由这种基体树脂制成的复合材料。
技术介绍
聚氨酯树脂因其性能优异而成为迅速发展的复合材料基体树脂，但是目前工业界使用的聚氨酯树脂通常含有较高浓度的异氰酸酯单体，而异氰酸酯单体通常对人体有害，所以在复合材料基体树脂中尽量减少异氰酸酯单体含量势在必行。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的第一方面，它提供了一种复合材料基体树脂，其特征为：a)所述基体树脂的前体组分含有异氰酸酯预聚体；b)所述异氰酸酯预聚体中的异氰酸酯单体含量占全部所述异氰酸酯预聚体的重量比例小于1%，优选地，小于500ppm,更优选地，小于100ppm,最优选地，小于50ppm。本专利技术的一个较佳实施案例，它提供了一种前面所述的复合材料基体树脂，其特征为：所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分中的异氰酸酯单体占全部所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分的重量比例不小于10%，优选地，不小于20%，跟优选地，不小于30%。本专利技术的另一个较佳实施案例，它提供了一种前面所述的含有异氰酸酯预聚体的复合材料基体树脂，其特征为：所述异氰酸酯单体选自二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、萘基二异氰酸酯（NDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲基环已基二异氰酸酯化（HTDI）、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或多种的组合，优选地，选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、萘基二异氰酸酯（NDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或多种的组合，更优选地，选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、甲基环已基二异氰酸酯化（HTDI）、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或多种的组合，最优选地，选自甲苯二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或多种的组合。本专利技术的又一个较佳实施案例，它提供了一种前面所述的含有异氰酸酯预聚体的复合材料基体树脂，其特征为：a)所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分还包括二元醇或者二元胺；b）所述二元醇或者二元胺的分子量小于2000，优选地，小于1000，更优选地，小于500。本专利技术的再一个较佳实施案例，它提供了一种前面所述的含有异氰酸酯预聚体的复合材料基体树脂，其特征为：a)所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分含有羟基或者氨基的化合物；b)所述含有羟基或者氨基的化合物同时含有双键。本专利技术的另一个较佳实施案例，它提供一种前面所述的含有异氰酸酯预聚体的复合材料基体树脂，其特征为：所述含有羟基或者氨基并且同时含有双键的化合物重均分子量小于2000，更优选地，小于1000，更优选地，小于500，最优选地，小于250。本专利技术的又一个较佳实施案例，它提供了一种复合材料基体树脂，其特征为：所述含有羟基或者氨基并且同时含有双键的化合物包括羟基丙烯酸化合物。本专利技术的再一个较佳实施案例，它提供了一种前面所述的含有异氰酸酯预聚体的复合材料基体树脂，其特征为：所述异氰酸酯预聚体的NCO基团含量为占全部预聚体重量的0~3%，优选地，所述异氰酸酯预聚体用羟基封端，预聚体中的NCO基团含量为0。本专利技术的第二个方面，它提供了一种制备异氰酸酯预聚体的方法，其特征为：所述制备方法包含以下步骤：a)对所述预聚体进行减压蒸馏降低异氰酸酯单体含量，优选地，所述减压蒸馏步骤还包括对预聚体加热的步骤，更优选地，所述加热温度为异氰酸酯单体沸点加正/负10摄氏度；b)将减压蒸馏尾气用含有羟基或者氨基的化合物进行吸收，优选地，用所述预聚体的反应前体吸收减压蒸馏尾气。本专利技术的一个较佳实施案例，它提供了一种制备异氰酸酯预聚体的方法，其特征为：所述含有羟基或者氨基的化合物吸收了减压蒸馏尾气中的异氰酸酯单体形成的反应物被再用于与异氰酸酯反应。本专利技术的另一个较佳实施案例，它提供一种复合材料制备工艺，其特征为，所述复合材料制备工艺采用前面所述的复合材料基体树脂浸渍纤维固化而制成，优选地，所述的复合材料制备工艺选自以下复合材料成品或者半成品的成型工艺中的一种或者多种的组合：手糊，喷射，缠绕，树脂传递模塑，真空灌注，拉挤，反应注射拉挤，挤出，编织拉挤，层压，模压，片状模塑料压制，团状模塑料压制，注射，反应注射，预浸料成型，热压罐成型，卷管，离心旋转模塑，吹塑，搪塑；更优选地，选自树脂传递模塑，真空辅助灌注，拉挤，反应注射拉挤，挤出，编织拉挤和预浸料成型中的一种或者多种的组合。本专利技术的第三方面，它提供了一种复合材料，其特征为，所述复合材料含有前面所述的复合材料树脂固化后形成的基体作为连续相，优选地，它还含有纤维作为增强相。具体实施方式本专利技术具体实施案例均采用上表所列举的原料、设备和工具，但不限于上表列举的原料、设备和工具，行内技术人员熟知的类似物或者替代品均落入本专利技术的范围。实施案例一：基体树脂A组分预聚体准备：常温下将基体树脂反应前体组分B2即BDO按摩尔比1：2的比例滴加入基体树脂反应前体组分A1即HDI单体中，在滴加过程中在干燥的氮气保护下保持对反应物料的持续搅拌，搅拌速度维持在500rpm；滴加完毕后每隔半小时检测一次NCO含量，直至NCO含量降低至28%时开始对反应物料进行减压蒸馏：将对反应器抽真空至-0.05MPa，同时给反应物料加热至120摄氏度并保持对物料的搅拌，并且在减压缓冲罐中充入BDO，将蒸馏尾气通入缓冲罐中的BDO中，使其中的HDI单体得以吸收，吸收了HDI的BDO可以作为反应物料滴加入HDI单体中制备所需要的预聚体；当检测减压蒸馏尾气中HDI单体的浓度小于50ppm时，出料得到预聚体，测得预聚体NCO含量为19%。基体树脂准备：按重量比60：40：6：2先将基体树脂反应前体组分B1、基体树脂反应前体组分B3与基体树脂反应前体组分添加剂1和基体树脂反应前体组分添加剂2混合均匀，装入基体树脂反应性前体组分计量混合设备的储料桶B中成为组分B，再将基体树脂A组分预聚体装入基体树脂反应性前体组分计量混合设备的储料桶A中成为组分A,调节该计量混合设备使组分A与组分B的重量比为149：100，即NCO基团与OH基团的当量比为105：100，同时使组分A的温度为35摄氏度，组分B的温度为35摄氏度。设备准备：在复合材料成型设备上将纤维浸渍设备与成型模具水平地首尾相连并紧密紧固，使两者的内部型腔无台阶地平滑过渡；纤维浸渍设备材质为P20钢的树脂注射盒，长度为0.7米，内含有从入口到出口呈锥形收缩的贯穿通道式型腔，型腔内壁抛光镀铬，型腔入口尺寸为220mm宽，11mm高；型腔出口的尺寸与成型模具内部型腔尺寸相同；注射盒型腔中部开有内径为8mm的注射孔；成型模具为材质为P20钢，长度1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料基体树脂，其特征为：a)所述基体树脂的前体组分含有异氰酸酯预聚体；b)所述异氰酸酯预聚体中的异氰酸酯单体含量占全部所述异氰酸酯预聚体的重量比例小于1%。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料基体树脂，其特征为：a)所述基体树脂的前体组分含有异氰酸酯预聚体；b)所述异氰酸酯预聚体中的异氰酸酯单体含量占全部所述异氰酸酯预聚体的重量比例小于1%。2.权利要求1中所述的复合材料基体树脂，其特征为：所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分中的异氰酸酯单体占全部所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分的重量比例不小于10%。3.权利要求2中所述的复合材料基体树脂，其特征为：所述异氰酸酯单体选自二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、甲苯二异氰酸酯（TDI）、萘基二异氰酸酯（NDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲基环已基二异氰酸酯化（HTDI）、二环已基甲烷二异氰酸酯（HMDI）中的一种或多种的组合。4.权利要求2~3中所述的复合材料基体树脂，其特征为：a)所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分还包括二元醇或者二元胺；b）所述二元醇或者二元胺的分子量小于2000。5.权利要求2~4中所述的复合材料基体树脂，其特征为：a)所述异氰酸酯预聚体的反应前体组分包括含有羟基或者氨基的化合物；b)所述含有羟基或者氨基的化合物同时含有双键。6.权利要求5中所述的复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：胡海东，
类型：发明
国别省市：湖北,42