一种液体组合物和由其制备的预浸料和复合材料制造技术

本申请提供了一种液体组合物和由其制备的预浸料和复合材料。所述液体组合物包含聚氨酯生成组分、反应催化剂和增强材料，其中所述聚氨酯生成组分包括A)异氰酸酯组分和B)异氰酸酯反应性组分，所述液体组合物在25℃下的初始粘度为50

【技术实现步骤摘要】
一种液体组合物和由其制备的预浸料和复合材料


[0001]本专利技术涉及聚氨酯复合材料领域，具体而言，涉及一种液体组合物和由其制备的预浸料和复合材料，尤其是涉及制备该预浸料和复合材料的方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯树脂具有优异的耐疲劳性，聚氨酯树脂制备过程中，通过树脂基体在一定条件下浸渍连续纤维或者纤维织物，制备成预浸料，在需要的时候通过加热熔融，形成所需的形状，再进行固化得到聚氨酯复合材料。该方法制备的预浸料在很短的时间内就会固化，不利于裁剪，也不利于将其铺放在具有一定形状的模具中以压制形状比较复杂的制品，并且这种方式制成的聚氨酯复合材料一方面整体力学性能较低，在受力的情况下易产生内部开裂，在受到温度变化的情况下机械性能会受损，使用寿命短，易产生事故。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种液体组合物和由其制备的预浸料和复合材料，以及其制备方法，包括如下实施方式：
[0004]实施方式1.一种可用于制备预浸料的液体组合物，其包含聚氨酯生成组分、反应催化剂和增强材料，其中，
[0005]所述聚氨酯生成组分包括A)异氰酸酯组分和B)异氰酸酯反应性组分，
[0006]所述A)异氰酸酯组分包括选自以下的一种或多种：二异氰酸酯和多异氰酸酯；
[0007]所述B)异氰酸酯反应性组分包括:
[0008]B1)一种或多种有机多元醇，羟值为10
‑
1000mg KOH/g，官能度为2
‑
6；
[0009]B2)一种或多种环氧化物，该环氧化物的环氧当量为100
‑
500g/eq，
[0010]其中，所述液体组合物在25℃下的初始粘度为50
‑
5000mPa.s(根据DIN EN 53019测量)，且所述A)异氰酸酯组分中NCO基团数与B)异氰酸酯反应性组分中OH基团数的比例为0.5：1
–
1.2：1。
[0011]实施方式2.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，还包括选自以下的至少一种助剂：消泡剂、脱模剂、流平剂、耐久性助剂、流动助剂、有机色粉、无机色粉和色浆。
[0012]实施方式3.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述反应催化剂为潜伏性催化剂，其在60℃至100℃的温度下起催化作用，所述反应催化剂的重量含量为0.01至6重量份，以100重量份的聚氨酯生成组分计算。
[0013]实施方式4.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述B2)一种或多种环氧化物包括选自以下的一种或多种：基于双酚A二缩水甘油醚的环氧树脂，基于双酚F二缩水甘油醚的环氧树脂。
[0014]实施方式5.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述B1)一种或多种有机多元醇包括选自以下的一种或多种：季戊四醇、乙二醇(EG)、1，2
‑
丙二醇、
1，4
‑
丁二醇、1，6
‑
己二醇、新戊二醇(NPG)、二缩二乙二醇(EG)、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷(TMP)、甘油、一缩二乙二醇、甲基丙二醇、聚醚多元醇、聚醚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸脂二醇或基于植物油的多元醇。
[0015]实施方式6.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述二异氰酸酯包括选自以下的至少一种：甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)；
[0016]所述多异氰酸酯包括选自以下的至少一种：多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、三苯基甲烷三异氰酸酯、L
‑
赖氨酸三异氰酸酯、含有多个异氰酸酯基团的低聚物。
[0017]实施方式7.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述增强材料包括选自以下的一种或多种：无机填料，短纤维，纤维粉末，玻璃微珠；其中所述增强材料的重量含量为0.01至100重量份，以100重量份的聚氨酯生成组分计算。
[0018]实施方式8.根据实施方式1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，还包括纤维基材，所述纤维基材包括选自以下的一种或多种：玻璃纤维、碳纤维、天然纤维，矿物纤维，(芳族)聚酰胺纤维或聚酯纤维，任选地所述纤维基材包含长纤维，任选地所述纤维基材呈片状纺织结构的形式，任选地所述片状纺织结构由以下形式的至少一种织物形成：非织造物，针织物，成圈针织物，拉圈针织物，非针织结构如机织物、铺设网格布或编结物。
[0019]实施方式9.一种制备聚氨酯预浸料的方法，其包括：
[0020]制备液体组合物的步骤：将实施方式1至7中任一项的液体组合物中的组分在基本上不发生化学反应的条件下进行混合，得到液体组合物；
[0021]纤维基材接触步骤：在基本上不发生化学反应的条件下，使所述液体组合物在过量的情况下与纤维基材接触并充分浸润所述纤维基材得到浸润的纤维基材，
[0022]除去过量的液体组合物：将所述浸润的纤维基材进行挤压，除去过量的所述液体组合物，得到挤压的纤维基材，其包含所述液体组合物，
[0023]预固化：使所述挤压的纤维基材中的所述液体组合物在生成聚氨酯的条件下发生预固化反应，得到聚氨酯预浸料。
[0024]实施方式10.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，其中，
[0025]所述制备液体组合物的步骤包括：首先混合所述B)异氰酸酯反应性组分、所述反应催化剂和所述增强材料获得组分一，将所述A)异氰酸酯组分与所述组分一混合，获得所述液体组合物。
[0026]实施方式11.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，其中，所述在基本上不发生化学反应的条件下是指在以下的至少一种条件下；环境温度、环境大气压。
[0027]实施方式12.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，其中，所述在基本上不发生化学反应的条件下是指在10℃至60℃的条件下。
[0028]实施方式13.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，其中，所述在生成聚氨酯的条件下是指使所述异氰酸酯和异氰酸酯反应性组分反应的条件，例如在加热、电磁辐射或者等离子等条件中的一种或多种。
[0029]实施方式14.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，其中，所述聚氨酯预浸料中所述纤维基材的含量为50至90wt％，优选60至80wt％。
[0030]实施方式15.根据实施方式9所述的制备聚氨酯预浸料的方法，还包括在纤维基材接触步骤之后，在预固化步骤之前，在纤维基材的两侧覆盖上离型纸或离型薄膜。
[0031]实施方式16.根据实施方式9至15中任一项所述的方法制备的预浸料。
[0032]实施方式17.一种制备聚氨酯复合材料的方法，其包括
[0033]使根据实施方式9至15中任一项所述的方法制备的预浸料经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于制备预浸料的液体组合物，其包含聚氨酯生成组分、反应催化剂和增强材料，其中所述聚氨酯生成组分包括A)异氰酸酯组分和B)异氰酸酯反应性组分，所述A)异氰酸酯组分包括选自以下的一种或多种：二异氰酸酯和多异氰酸酯；所述B)异氰酸酯反应性组分包括:B1)一种或多种有机多元醇，羟值为10
‑
1000mg KOH/g，官能度为2
‑
6；B2)一种或多种环氧化物，该环氧化物的环氧当量为100
‑
500g/eq，其中，所述液体组合物在25℃下的初始粘度为50
‑
5000mPa.s(根据DIN EN 53019测量)，且所述A)异氰酸酯组分中NCO基团数与B)异氰酸酯反应性组分中OH基团数的比例为0.5：1
–
1.2：1。2.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，还包括选自以下的至少一种助剂：消泡剂、脱模剂、流平剂、耐久性助剂、流动助剂、有机色粉、无机色粉和色浆。3.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述反应催化剂为潜伏性催化剂，其在60℃至100℃的温度下起催化作用，所述反应催化剂的重量含量为0.01至6重量份，以100重量份的聚氨酯生成组分计算。4.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述B2)一种或多种环氧化物包括选自以下的一种或多种：基于双酚A二缩水甘油醚的环氧树脂，基于双酚F二缩水甘油醚的环氧树脂。5.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述B1)一种或多种有机多元醇包括选自以下的一种或多种：季戊四醇、乙二醇(EG)、1，2
‑
丙二醇、1，4
‑
丁二醇、1，6
‑
己二醇、新戊二醇(NPG)、二缩二乙二醇(EG)、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷(TMP)、甘油、一缩二乙二醇、甲基丙二醇、聚醚多元醇、聚醚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸脂二醇或基于植物油的多元醇。6.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述二异氰酸酯包括选自以下的至少一种：甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)；所述多异氰酸酯包括选自以下的至少一种：多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、三苯基甲烷三异氰酸酯、L
‑
赖氨酸三异氰酸酯、含有多个异氰酸酯基团的低聚物。7.根据权利要求1所述的可用于制备预浸料的液体组合物，其中所述增强材料包括选自以下的一种或多种：无机填料，短纤维，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之冰，魏康军，彭旭涛，刘立隆，
申请(专利权)人：卡法时江苏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：