制备透明聚氨酯的组合物及其制件和成型方法以及汽车外观件和成型方法技术

本发明专利技术涉及树脂转移模塑工艺用基体树脂领域，公开了制备透明聚氨酯的组合物及其制件和成型方法以及汽车外观件和成型方法。该组合物包括：A组分和B组分；A组分包含聚醚多元醇、聚酯多元醇和小分子交联剂；B组分为异氰酸酯；其中，小分子交联剂包括三官能度的异氰酸酯活性化合物，以及有机胺和双官能度环氧树脂反应而得的化合物C‑A；三官能度的异氰酸酯活性化合物选自三羟甲基丙烷、甘油、三乙醇胺和二乙醇胺中的至少一种；A组分中含有50～90重量份聚醚多元醇、0～25重量份聚酯多元醇、0～10重量份三官能度的异氰酸酯活性化合物和10‑25重量份化合物C‑A；A组分与B组分的重量比为1:3～3:1。用于RTM成型加工时，固化速度快、成型周期短，耐热性提高。

Preparation of transparent polyurethane composites, their parts and moulding methods, and automotive exterior parts and moulding methods

The invention relates to the field of matrix resins for resin transfer moulding process, and discloses compositions for preparing transparent polyurethane, its parts and moulding methods, and automotive exterior parts and moulding methods. The composition includes: component A and component B; component A contains polyether polyols, polyester polyols and small molecular crosslinkers; component B is isocyanate; among them, small molecular crosslinkers include trifunctional isocyanate active compounds, and compound C_A obtained by the reaction of organic amine and bifunctional epoxy resin; trifunctional isocyanate active compounds are selected from trihydroxymethyl group. At least one of propane, glycerol, triethanolamine and diethanolamine; component A contains 50-90 weight polyether polyols, 0-25 weight polyester polyols, 0-10 weight trifunctional isocyanate active compounds and 10-25 weight compound C_A; and the weight ratio of component A to component B is 1:3-3:1. When used in RTM forming process, the curing speed is fast, the forming cycle is short, and the heat resistance is improved.

【技术实现步骤摘要】
制备透明聚氨酯的组合物及其制件和成型方法以及汽车外观件和成型方法
本专利技术涉及碳纤维-聚氨酯复合制件领域，具体涉及制备透明聚氨酯的组合物，使用该组合物而得的碳纤维-聚氨酯复合制件及其采用树脂转移模塑成型工艺的制备方法，以及采用该组合物制得的汽车外观件及其成型方法。
技术介绍
汽车纤维织物内饰件使用的碳纤维复合材料可以采用的成型方式主要有预浸料模压成型或者树脂转移模塑工艺(RTM)成型。模压成型采用碳纤维环氧树脂预浸料或者热塑性树脂预浸料模压成型，需要复杂的预浸料生产过程，而且碳纤维环氧树脂预浸料的固化速度较慢，生产效率较低，表面质量较差。模压工艺往往只能成型结构比较简单的产品。而在汽车和航空工业大量使用的液态树脂转移模塑成型工艺(RTM)一般需要复杂的预成型步骤，基体树脂大多为环氧树脂，固化速度慢，成型周期较长，很难满足大规模生产的需求。CN106189992A公开了汽车顶棚用无溶剂湿固化聚氨酯胶黏剂的制备方法，其中，所述的胶黏剂包括A组分和B组分，所述的A组分为含端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，所述的B组分为含有催化剂的水溶液，包括如下步骤：一，所述的A组分的制备方法：按照一定的重量百分比分别称取聚酯或聚醚多元醇、扩链剂、环氧树脂，并投入反应釜中，升温至120℃，真空脱水2h，然后冷却至50-60℃，加入异氰酸酯，在65℃-75℃的温度条件下反应1.5-3h，冷却至30-40℃，加入偶联剂搅拌均匀即可；二，所述的B组分的制备方法：将催化剂与去离子水按照10-50:100的比例混合均匀即可；三，所述的A组分和B组分的联合使用方法：采用滚涂的方式，在汽车顶棚面料上均匀的滚涂一层A组分，然后在汽车顶棚骨架或者滚涂了A组分的顶棚面料上喷涂B组分，然后将顶棚骨架和面料放入温度范围为90-110℃的模具中，热压25-30s即得到产品。该方法用于制备胶黏剂，没有涉及碳纤维复合材料的RTM成型方法的改进。CN105949434A公开了一种用于制备微孔聚氨酯弹性体的B组分异氰酸酯预聚体，其中，由异氰酸酯、聚醚多元醇和聚酯多元醇组成，所述聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇二乙二醇三甲基戊二醇三羟甲基丙烷酯多元醇和聚二聚酸乙二醇1,4-丁二醇1,3-丁二醇三甲基戊二醇酯多元醇；所述聚醚多元醇包括聚四氢呋喃醚二醇和环氧乙烷环氧丙烷共聚醚；所述异氰酸酯包括4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺-尿酮亚胺改性液化4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和环己烷二亚甲基二异氰酸酯。所述A组分多元醇混合物的原料包括聚己二酸乙二醇二乙二醇三甲基戊二醇三羟甲基丙烷酯多元醇、聚环己烷二甲酸己二酸乙二醇二乙二醇1,3-丁二醇多元醇、聚二聚酸乙二醇1,4-丁二醇1,3-丁二醇三甲基戊二醇酯多元醇、环保型合成植物酯、乙二醇、二乙二醇、三乙醇胺、三乙烯二胺的乙二醇溶液、水、一氟二氯乙烷和聚硅氧烷-聚氧化烯烃嵌段共聚物。该专利技术用于对低速轮胎生产中使用的微孔聚氨酯弹性体兼顾改善机械性能、耐低温性能和水解稳定性。CN106046317A公开了一种聚氨酯组合料，包括A组分和B组分，A组分包括多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，其中，所述B组分包括以下成分，以B组分总重为基准计算：多异氰酸酯55～80wt％，优选60～75wt％；改性多异氰酸酯20～45wt％，优选25～40wt％；所述多异氰酸酯包括以下成分，以多异氰酸酯的总重为基准计算：多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～80wt％，优选65～75wt％；甲苯二异氰酸酯13～35wt％，优选15～25wt％；六亚甲基二异氰酸酯3～25wt％，优选5～15wt％；所述改性多异氰酸酯包括以下成分，以改性多异氰酸酯的总重为基准计算：NCO含量为22～26wt％，粘度为30000～60000cp的改性多亚甲基多苯基多异氰酸酯70～90wt％，优选75～85wt％；NCO含量为30～35wt％，粘度为200～400cp的改性甲苯二异氰酸酯3～25wt％，优选5～15wt％；NCO含量为27～31wt％，粘度为500～1000cp的改性二苯基甲烷二异氰酸酯3～25wt％，优选5～15wt％。所述A组分的多元醇组分包括小分子多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇、聚合物多元醇、油脂中的一种或多种；所述聚醚多元醇1的起始剂为乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、二乙醇胺和1,2,6-己三醇中的一种或多种，聚合单元为环氧丙烷和/或环氧乙烷。该专利技术用于提供制备保温材料。现有技术使用RTM工艺成型碳纤维-聚氨酯复合制件需要改进存在的固化速度慢、成型周期较长，很难满足大规模生产的需求的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服使用RTM工艺成型碳纤维-聚氨酯复合制件时存在的固化速度慢、成型周期较长，且制件耐热性差，高温硬度低的问题，提供制备透明聚氨酯的组合物及其制件和成型方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备透明聚氨酯的组合物，该组合物包括：A组分和B组分；A组分包含聚醚多元醇、聚酯多元醇和小分子交联剂；B组分为异氰酸酯；其中，所述小分子交联剂包括三官能度的异氰酸酯活性化合物，以及有机胺和双官能度环氧树脂反应而得的化合物C-A；所述三官能度的异氰酸酯活性化合物选自三羟甲基丙烷、甘油、三醇胺和二乙醇胺中的至少一种；A组分中含有50～90重量份的聚醚多元醇、0～25重量份的聚酯多元醇、0～10重量份的所述三官能度的异氰酸酯活性化合物和10-25重量份的化合物C-A；A组分与B组分的重量比为1:3～3:1。优选地，所述有机胺与所述双官能度环氧树脂按照氨基与环氧基的摩尔比为1:1进行反应。优选地，所述有机胺为一元胺，优选为脂肪族一元胺、脂环族胺或含苯环一元胺。优选地，所述双官能度环氧树脂为分子结构中含有两个环氧基团的化合物。优选地，所述三官能度的异氰酸酯活性化合物的分子量小于200。优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的数均分子量为200～2500。优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的官能度为2～5。优选地，B组分为过量的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与分子量400以下的聚醚多元醇和/或三羟甲基丙烷经反应得到的产物。优选地，B组分的NCO含量为20～32重量％。优选地，A组分含有的活性基团与B组分含有的异氰酸酯基团的摩尔数比为0.9～1.2，其中，A组分含有的活性基团为-OH、-NH和-NH2。优选地，A组分25℃下的粘度为2000mPa·s以下；B组分的25℃下的粘度为1000mPa·s以下。本专利技术第二方面提供一种碳纤维-聚氨酯复合制件，该复合制件包含碳纤维和聚氨酯，该复合制件中碳纤维的含量为20～55体积％；所述聚氨酯由本专利技术的制备透明聚氨酯的组合物经固化而得；所述复合制件的25℃邵氏硬度为80D以上，85℃邵氏硬度为72D以上。优选地，25℃邵氏硬度为80D～83D，85℃邵氏硬度为73D～75D；85℃邵氏硬度保持率为90％以上。本专利技术第三方面提供一种制备本专利技术的碳纤维-聚氨酯复合制件的方法，包括：(1)将碳纤维布铺放在模具中，并闭合模具进行抽真空；(2)将本专利技术的制备透明聚氨酯的组合物通过高压注射机注入到模具中的所述碳纤维布上，然后进行固化得到碳纤维-聚氨酯复合制件注射件；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备透明聚氨酯的组合物，该组合物包括：A组分和B组分；A组分包含聚醚多元醇、聚酯多元醇和小分子交联剂；B组分为异氰酸酯；其中，所述小分子交联剂包括三官能度的异氰酸酯活性化合物，以及有机胺和双官能度环氧树脂反应而得的化合物C‑A；所述三官能度的异氰酸酯活性化合物选自三羟甲基丙烷、甘油、三乙醇胺和二乙醇胺中的至少一种；A组分中含有50～90重量份的聚醚多元醇、0～25重量份的聚酯多元醇、0～10重量份的所述三官能度的异氰酸酯活性化合物和10～25重量份的化合物C‑A；A组分与B组分的重量比为1:3～3:1。

【技术特征摘要】
1.一种制备透明聚氨酯的组合物，该组合物包括：A组分和B组分；A组分包含聚醚多元醇、聚酯多元醇和小分子交联剂；B组分为异氰酸酯；其中，所述小分子交联剂包括三官能度的异氰酸酯活性化合物，以及有机胺和双官能度环氧树脂反应而得的化合物C-A；所述三官能度的异氰酸酯活性化合物选自三羟甲基丙烷、甘油、三乙醇胺和二乙醇胺中的至少一种；A组分中含有50～90重量份的聚醚多元醇、0～25重量份的聚酯多元醇、0～10重量份的所述三官能度的异氰酸酯活性化合物和10～25重量份的化合物C-A；A组分与B组分的重量比为1:3～3:1。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机胺与所述双官能度环氧树脂按照氨基与环氧基的摩尔比为1:1进行反应；优选地，所述有机胺为一元胺，优选为脂肪族一元胺、脂环族胺或含苯环一元胺；优选地，所述双官能度环氧树脂为分子结构中含有两个环氧基团的化合物，优选为双酚A双缩水甘油醚、双酚F双缩水甘油醚、丁二醇双缩水甘油醚、聚丙二醇双缩水甘油醚或聚乙二醇双缩水甘油醚。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述三官能度的异氰酸酯活性化合物的分子量小于200；优选所述三官能度的异氰酸酯活性化合物为三羟甲基丙烷。4.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的数均分子量为200～2500，优选为200～1500；优选地，所述聚醚多元醇和聚酯多元醇的官能度为2～5，优选为3～4。5.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，B组分为过量的异佛尔酮二异氰酸酯与分子量400以下的聚醚多元醇和/或三羟甲基丙烷经反应得到的产物；优选地，B组分的NCO含量为20～32重量％。6.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，A组分含有的活性基团与B组分含有的异氰酸酯基团的摩尔数比为0.9～1.2，优选为1～1.1，更优选为1.03～1.1；其中，A组分含有的活性基团为-OH、-NH和-NH2。7.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄少华，周明，张秀峰，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44