一种树脂组合物及玻璃纤维复合材料、其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及树脂组合物技术领域，尤其涉及一种树脂组合物及玻璃纤维复合材料、其制备方法和应用。树脂组合物包括组分A和组分B：组分A为ε

【技术实现步骤摘要】
一种树脂组合物及玻璃纤维复合材料、其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及树脂组合物
，尤其涉及一种树脂组合物及玻璃纤维复合材料、其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]非充气轮胎是一种新型环保轮胎，在结构上主要包括内缓冲层、支撑体、外缓冲层、带束层和胎面层等，以弹性支撑体取代传统充气轮胎的胎压，对整车结构起到支撑、减振的作用，具有免维护、免爆胎、免泄露的功能。弹性支撑体引入使得非充气轮胎具有以上优点的同时，会相对增加轮胎质量，从而增加了汽车的能耗。因此，实现非充气轮胎的轻量化，是该新型环保轮胎的发展过程中所面临的最大挑战之一。
[0003]传统的高性能充气轮胎一般使用钢丝作为轮胎骨架材料，增强效果有限，且钢丝密度较大，可达7.85 g/cm3，不利于轻量化目标的实现，因此非充气轮胎需要使用新的专用骨架材料以解决上述问题。
[0004]非充气轮胎的环形胎面是由含骨架材料的带束层和胎面层的橡胶硫化成型而得，其制备涉及到橡胶的硫化，需要在150 ~ 200℃较高温度和0.5 ~ 2 h较长的时间下进行，且会受到由内向外的应力作用，整个过程中骨架材料会发生一定程度的变形。因此，所用的骨架材料既需要具有适合的韧性，也需要较好的高温尺寸稳定性。然而，现有的拉挤成型和注射拉挤成型技术均无法同时满足前述要求。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种树脂组合物及玻璃纤维复合材料、其制备方法和应用，以获得一种兼具轻量化和高温尺寸稳定性的玻璃纤维复合材料，用于非充气轮胎的生产。
[0007]本专利技术提供了一种用于玻璃纤维的树脂组合物，树脂组合物包括组分A和组分B：组分A为ε
‑
己内酰胺单体与活化剂A反应产物的开环聚合物；组分B为ε
‑
己内酰胺单体与活化剂B反应产物的开环聚合物；活化剂A选自具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物；活化剂B选自具有至少三个异氰酸酯基团的化合物或聚合物。
[0008]可选的，活化剂A和活化剂B的摩尔比为10 ~ 2：1。
[0009]可选的，树脂组合物的原料中，活化剂A和活化剂B的物质的量之和与ε
‑
己内酰胺单体的摩尔比为0.003 ~ 0.01：1。
[0010]可选的，树脂组合物的原料中还含有碱性化合物，碱性化合物与ε
‑
己内酰胺单体的摩尔比为0.004 ~ 0.01：1。
[0011]可选的，具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自具有两个异氰酸酯基团的化合物与具有至少两个羟基的聚合物反应得到的聚氨酯预聚体中的一种或几种；具有至少三个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自具有至少三个异氰酸酯基团的化合物与具有至
少两个羟基的聚合物反应得到的聚氨酯预聚体中的一种或几种；具有至少两个羟基的聚合物选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或聚烯烃中的一种或几种；碱性化合物选自碱性无机物和碱性有机物；碱性无机物选自氢氧化钠，碱性有机物选自己内酰胺钠、己内酰胺溴化镁、甲醇钠或乙醇钠的一种或几种。
[0012]可选的，具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性MDI、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、1,4
‑
环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯；具有至少三个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自多亚甲基多苯基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和三羟甲基丙烷的加成物、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体。
[0013]本专利技术提供了上述树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：S1、ε
‑
己内酰胺单体分别与活化剂A和活化剂B上异氰酸酯基进行活化反应，得到反应产物IA和反应产物IB；S2、在碱性化合物的作用下，反应产物IA和IB分别与ε
‑
己内酰胺单体进行开环聚合反应，得到树脂组合物。
[0014]本专利技术提供了一种玻璃纤维复合材料，玻璃纤维复合材料中含有玻璃纤维和上述树脂组合物；玻璃纤维复合材料中，树脂组合物的质量百分比含量为15% ~ 25%，玻璃纤维的质量百分比含量为75% ~ 85%；玻璃纤维为连续长玻璃纤维。
[0015]可选的，连续长玻璃纤维的线密度为500 ~ 2000 tex，含水率为0.001% ~ 0.1%，拉伸强度为3 ~ 3.5 GPa，拉伸断裂伸长率为3% ~ 7%。
[0016]本专利技术提供了玻璃纤维复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：S1、预热连续长玻璃纤维；S2、将ε
‑
己内酰胺单体与活化剂A和活化剂B在混合反应室中充分混合，生成活化产物；S3、将碱性化合物由失重称加入到混合室内，混合得到混合物，将混合物注射进入初级定型装置内，连续长玻璃纤维进入到初级定型装置内，浸润于混合物中，混合物进行开环聚合反应和交联反应得到树脂组合物，并得到初步成型的玻璃纤维复合材料；S4、将初步成型的玻璃纤维复合材料在二级定型装置内进行固化成型，得到玻璃纤维复合材料。
[0017]可选的，在S1中，预热的温度为80 ~ 120℃；在S3中，设置初级定型装置的温度为80 ~ 120℃；在S4中，设置二级定型装置的温度为130 ~ 150℃。
[0018]本专利技术提供了一种非充气轮胎的环形胎面，采用上述玻璃纤维复合材料，或上述制备方法制备得到玻璃纤维复合材料的作为骨架材料制备得到。
[0019]本专利技术提供了一种非充气轮胎，包括上述环形胎面。
[0020]本专利技术提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本专利技术的树脂组合物是由ε
‑
己内酰胺被多异氰酸酯类化合物活化后，经过碱性化合物引发开环聚合而得，同时与两类活化剂反应，使树脂具有一定程度的交联度，保证了骨架材料的尺寸稳定性。该骨架材料加工过程不使用脱模剂，经过RFL溶液涂覆后，能够与带束层橡胶实现较强的热硫化粘接，特别适用于非充气轮胎环形胎面的制备。
[0021]本专利技术的玻璃纤维复合材料是由连续长玻璃纤维和树脂经过反应注射拉挤成型工艺制备而成，具有韧性好、强度高、耐磨和尺寸稳定的优点。可作为非充气轮胎的骨架材料使用，能够实现非充气轮胎的轻量化，对于降低汽车能耗有很大的帮助。
[0022]本专利技术的玻璃纤维复合材料采用了反应注射拉挤成型的制备方法，树脂部分反应物的起始粘度低，能够实现对连续长玻璃纤维的充分浸润。并且，本专利技术的制备方法可采用两级固化的方式，初级定型装置设置温度较低，实现骨架材料的预成型，二级定型装置设置温度较高，实现骨架材料的最终固化成型，不会出现卡模现象，保证了生产的连续性。
具体实施方式
[0023]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面将对本专利技术的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于玻璃纤维的树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物包括组分A和组分B：所述组分A为ε
‑
己内酰胺单体与活化剂A反应产物的开环聚合物；所述组分B为ε
‑
己内酰胺单体与活化剂B反应产物的开环聚合物；所述活化剂A选自具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物；所述活化剂B选自具有至少三个异氰酸酯基团的化合物或聚合物。2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述活化剂A和所述活化剂B的摩尔比为10 ~ 2：1。3.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物的原料中，所述活化剂A和所述活化剂B的物质的量之和与ε
‑
己内酰胺单体的摩尔比为0.003 ~ 0.01：1。4.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂组合物的原料中还含有碱性化合物，所述碱性化合物与ε
‑
己内酰胺单体的摩尔比为0.004~ 0.01：1。5.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，ε
‑
己内酰胺单体与所述活化剂A反应产物的结构式如式IA所示，所述组分A结构式如式A所示：；（IA）（A）ε
‑
己内酰胺单体与所述活化剂B反应产物的结构式如式IB所示，所述组分B结构式如式B所示：（IB）（B）其中，n≥3，m≥3，R表示活化剂的碳骨架。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自具有两个异氰酸酯基团的化合物与具有至少两个羟基的聚合物反应得到的聚氨酯预聚体中的一种或几种；所述具有至少三个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自具有至少三个异氰酸酯基团的化合物与具有至少两个羟基的聚合物反应得到的聚氨酯预聚体中的一种或几种；所述具有至少两个羟基的聚合物选自聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或聚烯烃中的一种或几种。7.根据权利要求4所述的树脂组合物，其特征在于，所述碱性化合物选自碱性无机物和碱性有机物；所述碱性无机物选自氢氧化钠，所述碱性有机物选自己内酰胺钠、己内酰胺溴化镁、甲醇钠或乙醇钠的一种或几种。8.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述具有两个异氰酸酯基团的化合物或聚合物选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺改性MDI、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、1,4
‑
环己烷二异氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文刚，徐婷，邓明虓，
申请(专利权)人：季华合越科技佛山有限公司，
类型：发明
国别省市：