缠绕工艺用聚氨酯树脂、树脂/纤维复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种缠绕工艺用聚氨酯树脂、树脂/纤维复合材料及其制备方法和应用，属于树脂合成、复合材料制备领域。包括如下步骤：（1）环氧基封端的氨基甲酸酯混合物的制备；（2）固化剂组份的制备；（3）将树脂和固化剂按照一定的比例进行混合以制备胶料，并置于缠绕设备的树脂胶槽内；（4）采用具有内固化功能的缠绕设备，使得连续纤维通过胶槽与树脂进行充分混合后，按照预先设计的方向和角度被缠绕至模具上，打开与模具芯棒连接的模温机对模具加热至指定温度，完成制品的后固化；（5）脱模。本发明专利技术得到的树脂胶料具有可操作时间长、力学性能好、无需另建加热通道，所制备复合材料杆塔柔韧性能强的优点。

【技术实现步骤摘要】
缠绕工艺用聚氨酯树脂、树脂/纤维复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于树脂合成、复合材料制备领域，尤其是一种缠绕工艺用聚氨酯树脂、树脂/纤维复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
缠绕工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维（或布带、预浸纱）等按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。现有适用于缠绕工艺的树脂多为环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂和不饱和树脂等，如江苏恒神公司的专利CN105219046A。一方面上述树脂基本都存在环保问题，如酚醛树脂中的甲醛、乙烯基树脂和不饱和树脂中的苯乙烯；另一方面使用上述树脂制备的复合材料脆性大、挠度小，不适用于大型杆塔如电网电杆、通信信号塔的使用。为解决上述问题，巴斯夫公司推出环保性和柔韧性更优异的聚氨酯型缠绕树脂，陶氏公司也在专利CN108368279A中公开了一种聚氨酯缠绕树脂的制备方法。这些技术采用的主要是常规的双组份聚氨酯树脂，可操作性时间在25℃下约30-40min，对生产小型管道或杆塔具有积极的作用。大型缠绕管道及杆塔要求树脂可操作时间至少在60min以上，而上述双组份聚氨酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缠绕工艺用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二元环氧树脂升温至100℃～120℃抽真空除水0.5～2小时，在80℃～140℃范围内，按照环氧基和羧基摩尔比为（1.5～2.4）:1的比例，加入小分子单羧基化合物和一定量催化剂，反应0.5～4小时，得到同时含有羟基和环氧基的化合物，按照异氰酸酯基和羟基摩尔比为1:（0.8～1.5）的比例，常温下加入异氰酸酯化合物，继续反应6～10小时，得到环氧基封端的氨基甲酸酯混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种缠绕工艺用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二元环氧树脂升温至100℃～120℃抽真空除水0.5～2小时，在80℃～140℃范围内，按照环氧基和羧基摩尔比为（1.5～2.4）:1的比例，加入小分子单羧基化合物和一定量催化剂，反应0.5～4小时，得到同时含有羟基和环氧基的化合物，按照异氰酸酯基和羟基摩尔比为1:（0.8～1.5）的比例，常温下加入异氰酸酯化合物，继续反应6～10小时，得到环氧基封端的氨基甲酸酯混合物。


2.根据权利要求1所述的缠绕工艺用聚氨酯树脂的制备方法，其特征在于：
所述的二元环氧树脂为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物；所述的小分子单羧基化合物为醋酸、丙酸、丁酸及戊酸中的一种；
所述的催化剂为对甲基苯磺酸、三苯基膦和三乙胺中的一种；
所述的催化剂的量为反应体系总重量的0.1-1%；
所述的异氰酸酯为聚合二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。


3.一种缠绕工艺用聚氨酯树脂，基于权利要求1或2的缠绕工艺用聚氨酯树脂的制备方法得到环氧基封端的氨基甲酸酯混合物。


4.一种树脂/纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、环氧基封端的氨基甲酸酯混合物的制备：
将二元环氧树脂升温至100℃～120℃抽真空除水0.5～2小时，在80℃～140℃范围内，按照环氧基和羧基摩尔比为（1.5～2.4）:1的比例，加入小分子单羧基化合物和一定量催化剂，反应0.5～4小时，得到同时含有羟基和环氧基的化合物，按照异氰酸酯基和羟基摩尔比为1:（0.8～1.5）的比例，常温下加入异氰酸酯化合物，继续反应6～10小时，得到环氧基封端的氨基甲酸酯混合物；
步骤二、固化剂组份的制备：
固化剂组份及重量百分比具体如下：
高分子量端氨基聚醚10-30%，
低分子量端氨基聚醚30-60%，
小分子氨类固化剂10...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠明杰，成源，邓军发，
申请(专利权)人：南京聚发新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32