由聚合物基质和纤维状填料构成的纤维增强复合材料主要用作轻质结构材料，例如用于车辆建造、船只制造、飞机制造、体育领域、建筑工业、石油工业和电气和能源领域。聚合物基质固定纤维状填料、确保载荷传递并保护纤维状填料免受环境影响，而纤维状填料的任务是例如沿纤维引导载荷。
通过聚合物基质和纤维状填料的适当组合，可以获得与单独的聚合物基质相比具有改进的机械和物理性能的纤维增强复合材料。
通常，用作纤维增强复合材料的聚合物基质材料是不饱和聚酯（up）和聚乙烯（vp）树脂、环氧化物以及最近的芳族聚氨酯（pu）体系。这些已知的聚合物基质材料具有如下缺点，即其在复合材料中风化稳定性不足的，因此在室外区域使用时通常必须进行耐候性涂漆。在某些情况下，这种涂漆伴随着巨大的复杂性，因为耐候性漆层在纤维增强复合材料的表面上通常仅不良粘附，特别是当脱模剂已用于制造该部件时。因此希望提供具有良好耐候性的复合材料。
具有聚异氰脲酸酯结构成分的聚合物基本上以其良好的温度和化学品耐受性而著称。特别是具有基于脂族异氰酸酯的聚异氰脲酸酯成分的聚氨酯漆料另外具有非常高的耐候性。然而，难以控制二异氰酸酯完全三聚以得到聚异氰脲酸酯塑料。由于这个原因，脂族聚异氰脲酸酯通常在漆料和胶粘剂化学中仅作为聚氨酯体系的交联剂具有实际用途，在其制造时在低转化率下就停止三聚反应并除去过量的未反应单体二异氰酸酯。因此，de3100263；gb952931、gb966338；us3211703、us3330828、ep0056159b1和de3219608a1在由脂族和混合脂族和芳族单体二异氰酸酯起始而制造基于聚异氰脲酸酯的交联剂时设置以稀释形式或仅最多低转化值在非常精确地温度控制下进行反应。这里有针对性地没有形成完全交联的聚异氰脲酸酯塑料，仅形成低聚的低粘度可溶性产物。
此外，还已尝试了合成基于脂族耐候性异氰酸酯的完全交联的聚异氰脲酸酯塑料。
例如，europeanpolymerjournal,第16卷,147-148(1980)描述了单体1,6-二异氰酸根合己烷（hdi）在40℃的低温下非常缓慢的催化三聚，以得到清澈的透明聚异氰脲酸酯塑料。然而，为此需要非常高催化剂浓度的二甲氧基二丁基锡（约10重量％）作为三聚催化剂，其对产物的热稳定性和颜色稳定性具有严重的不利影响。未检测玻璃化转变温度（tg）和热方式的耐热变形性。未测定固体材料内的游离异氰酸酯基团的含量。仅测定室温下的拉伸剪切强度，并显示相对低的值。其它二异氰酸酯如ipdi、tdi或mdi不产生固体。而且，所需的长反应时间是不经济的，因此不适合许多加工操作。
europeanpolymerjournal,第16卷,831-833(1980)描述了使用6重量％的三丁基氧化锡作为极惰性催化剂在140℃的温度下的单体hdi三聚，以得到固体聚异氰脲酸酯。然而，没有进一步描述nco基团的精确转化和该固体材料的性能。
theoflipsen的论文：“design,synthesisandpropertiesofnewmaterialsbasedondenselycrosslinkedpolymersforpolymeropticalfiberandamplifierapplications”,rijksuniversiteitgroningen,2000描述了用钕/冠醚络合物作为催化剂的单体hdi三聚。在该论文中研究了据说具有良好光学、热和机械性能的所得聚异氰脲酸酯的对光学应用，特别是作为聚合物光纤的适用性。根据flipsen，只有在理想条件下使用可溶性钕-冠醚催化剂并在60℃或室温下进行预反应并在高达140℃的温度下进行后反应经超过24小时的长时间才获得玻璃化转变温度（tg）为140℃的高透明度聚异氰脲酸酯。所述方法的缺点在于它是具有复杂反应方案的缓慢的多步方法，其在工业规模上的实施是有问题的。此外，用作催化剂的钕/冠醚络合物非常昂贵，因此在工业规模方法中的使用是不经济的。从theoflipsen的工作中还已知，单体hdi总是存在于整个三聚反应过程中。因此，即使在成品聚异氰脲酸酯复合材料中也不可能完全排除少含量游离单体hdi的存在，其随时间迁移到表面并通过接触或蒸发进入人体。因此，对于安全处理成品聚异氰脲酸酯复合材料部件而言希望的是没有单体从成品聚异氰脲酸酯塑料中释放出来，或者更好的是根本没有单体用于其制造。
gb1335958描述了通过在苄基二甲基胺/苯基缩水甘油醚混合物作为催化剂存在下用亚甲基二苯基异氰酸酯（mdi）和三甲基六亚甲基二胺（tmhdi）的2：1混合物浸渍玻璃纤维织物来制造聚异氰脲酸酯复合材料。该聚异氰脲酸酯塑料通过复杂的温度方案经在50℃下16小时，在100℃下1小时，在150℃下1小时和在180℃下3小时的长时间来固化。所述方法需要很长时间并且由于反应方案复杂而难以在工业规模上实施。
europeanpolymerjournal,第14卷,675-678(1978)描述了基于hdi的聚异氰脲酸酯固体和聚异氰脲酸酯复合材料两者的制造。与聚酯-或环氧化物复合材料相比，它们表现出相似或更好的性能。然而，具有在约0.5重量％最佳催化剂浓度的氧化双（三丁基锡）下所需的超过24小时的长反应时间的该工艺方案在工业上是不经济的，因此是不可行的。
wo2015/166983描述了异氰脲酸酯塑料用于制造led的灌封物料的用途。所述制造方法基于低聚多异氰酸酯的聚合。仅制造小的体积物体（volumenkörper）。没有公开聚醚用于催化剂活化的用途。
us6,133,397描述了由聚异氰脲酸酯形成并通过低聚多异氰酸酯的聚合而获得的涂层，但不是体积物体。
在专利申请us2009/005517a1中，bleys等人描述了聚异氰脲酸酯复合材料的制造。然而，这里仅论述基于芳族多异氰酸酯的实例。但是已知它们表现出差的风化特性。没有提及关于所制造的芳族聚异氰脲酸酯复合材料的分析结果。从实施例5的表中还可以看出，在使用纯芳族多异氰酸酯的情况下，催化剂体系中的聚乙二醇（eo聚醚）导致非常短的适用期（明显低于800秒），这使得实际应用困难或不可能。没有进行脂族多异氰酸酯的研究或理论讨论及其与芳族异氰酸酯的可能差异。未提及或描述使用脂族多异氰酸酯以延长适用期和改进风化性能的优点，或甚至聚乙二醇（eo聚醚）与碱性金属盐和脂族多异氰酸酯的组合。
现有技术中描述了聚异氰脲酸酯塑料的制造，其主要由脂族以及芳族性质的液体单体二异氰酸酯（例如硬脂基二异氰酸酯、十二烷基二异氰酸酯、癸基二异氰酸酯、壬基二异氰酸酯、辛基二异氰酸酯、hdi、bdi、pdi、ipdi、h12mdi、tdi、mdi、ndi、nbdi）起始。产生聚异氰脲酸酯的三聚反应的放热性（wärmetönung）非常高（-75kj/molnco），以使得由单体多异氰酸酯起始的反应不能以符合实践的方式进行，特别是在具有高异氰酸酯含量的廉价单体多异氰酸酯（例如丁烷1,4-二异氰酸酯（bdi）、五亚甲基1,5-二异氰酸酯（pdi）、六亚甲基1,6-二异氰酸酯（hdi）、三异氰酸根合壬烷（tin））的情况下。对于工业应用所需的大规模和如通常在高放热聚合方法的情况下在体积物体内出现的绝热条件，这尤其如此。因此，在现有技术中，三聚迄今仅在以少量物质在严格温度控制下进行。
绝热状态变化是热力学操作，其中体系从一种状态转换到另一种状态而不与其环境交换热能。“绝热条件”在此应理解为意味着在放热反应中释放的反应热完全输出到环境中是不可能的。因此通常不可能在体积物体内实现均匀的条件，并且在快速反应的情况下特别是在体积物体内存在“绝热”条件，其在放热反应的情况下可能导致局部显著的温度升高。在涉及功能均匀产品的制造中，这些局部热点非常不利。
另一个问题是芳族单体二异氰酸酯和许多芳基芳族或脂环族单体二异氰酸酯仅可以以低转化率均聚和共聚。通常必须添加增塑或共溶解的共反应物。否则，反应在高残留异氰酸酯含量下冻结，并且通常获得不透明和变色的产物。增塑和共溶解的共反应物的使用又是不利的，因为它们导致化学和热惰性较小的结构元件，例如脲基甲酸酯、脲、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯和恶唑烷酮、聚酯、聚醚以及在高温下导致脲二酮与随后的碳二亚胺化和二氧化碳消去以及导致不对称异氰脲酸酯。因此不可能制造具有基本上或仅具有异氰脲酸酯结构作为结构元件的聚异氰脲酸酯塑料。
在高度转化的聚异氰脲酸酯塑料的制造中，特别是甚至在成型体的每个最小体积元件中的温度控制具有重要意义，这是因为由于放热进行的反应在如体积物体的三聚中通常存在的绝热条件下单体起始产物的异氰酸酯含量高，可能出现局部超过300℃，即例如高于单体hdi在140℃的闪点以及单体hdi的255℃沸点和甚至高达hdi的454℃自燃温度的温度。因此，高温可导致产物的直接分解或甚至导致单体多异氰酸酯的原位蒸发和自燃。
除了由于释放的单体二异氰酸酯或分解产物所致的工作卫生缺点之外，在较高的温度下形成气泡是干扰性的。例如，由于通过形成脲二酮和随后碳二亚胺化并消去二氧化碳的副反应而形成气泡。由单体二异氰酸酯起始而制成的固体聚异氰脲酸酯塑料体积物体因此通常具有气泡，颜色深，并因此在外观、密度、电绝缘特性和机械性能方面不能满足特定规定。
上述方法的共同之处是三聚在低温下开始。特别是在三聚开始时的较高三聚温度由单体多异氰酸酯起始仅可以困难地控制，并导致脲二酮和碳二亚胺形式的巨大副反应，因此是由于消去二氧化碳所致的气泡形成以及所得产品变色的原因。唯一的例外是在高浓度的极惰性催化剂例如三丁基氧化锡存在下的三聚。这样进行的通常经数小时以在高于100℃的温度下产生约50％的低异氰酸酯转化率的预反应对于制造聚异氰脲酸酯复合材料而言太昂贵，因此在工业规模中不令人感兴趣。
所述方法的另一个共同之处是它们不适合于在高效工业方法中特别是在如严重放热反应的情况下通常在体积物体内出现的绝热条件下获得高度转化的聚异氰脲酸酯复合材料，特别是基本上不含变色、不均匀和不希望的水泡形式的干扰性缺陷且具有良好风化稳定性和良好机械性能，例如高玻璃化转变温度（tg）和高拉伸强度的那些。也不能通过现有技术已知的方法在开放的反应容器中在升高的温度下进行聚合，而没有单体二异氰酸酯显著释放到环境中的风险。相反，工业上有效的方法的特征在于高转化率和在工作卫生方面的高工艺安全以及可再现性。
由于难以控制单体异氰酸酯的三聚以得到聚异氰脲酸酯塑料，尽管具有优异的耐候性，但其作为聚合物基质材料在复合材料中的实际应用迄今在工业规模上并不重要。就纤维增强聚异氰脲酸酯复合材料在现有技术中完全已知而言，它们似乎需要在聚异氰脲酸酯基质材料的制造条件，例如反应时间和控制方面进行改进。
因此，本发明的目的是提供用于制造耐候性纤维增强聚异氰脲酸酯复合材料的实践上易于实施的有效工业方法，其特别是具有反应时间短和反应方案简单的特点。所获得的纤维增强聚异氰脲酸酯复合材料也应该基本上没有变色、不均匀和不希望的水泡形式的干扰性缺陷。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的制造聚异氰脲酸酯复合材料的方法和根据权利要求13的可由其获得的聚异氰脲酸酯复合材料来实现。
本发明的有利实施方式在从属权利要求中陈述，并且在下文中如同总的发明构思一样详细阐述。
本发明提供制造聚异氰脲酸酯复合材料的方法，其包括下列步骤：
a)提供多异氰酸酯组合物a），其包含低聚多异氰酸酯并且单体二异氰酸酯含量低，其中单体二异氰酸酯含量低意味着多异氰酸酯组合物a）具有最多20重量％的单体二异氰酸酯含量，和
b)在至少一种纤维状填料b）和三聚催化剂c）存在下使多异氰酸酯组合物a）催化三聚，以得到聚异氰脲酸酯复合材料，其中三聚催化剂c）包含至少一种季铵盐和/或金属盐。
本发明还提供可通过该方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料及其用于制造部件的用途，以及由本发明的聚异氰脲酸酯复合材料构成或包含其的部件。
令人惊讶地已发现，在季铵盐和/或金属盐作为催化剂，特别是乙酸钾与络合剂和纤维状填料存在下，在漆料化学中已知作为交联剂的低聚多异氰酸酯即使在绝热条件下可以快速且有效地聚合，以得到具有优异耐候性、耐化学品性以及高温度稳定性和良好机械性能的聚异氰脲酸酯复合材料。在使用低聚多异氰酸酯的情况下，即使在绝热温度方案的情况下，同样基本上抑制了导致气泡、不均匀和特别是变色的副反应，并且所述反应可以以可再现和受控的方式进行。本发明的方法允许在准绝热条件下制造聚异氰脲酸酯复合材料，而不破坏所用材料或所需反应产物或将其加热至高于其沸点。
与现有技术中描述的方法不同，根据本发明方法的三聚也可以在高温和短反应时间下进行，而没有现有技术中观察到的缺点，例如气泡形成和变色。实际实验例如表明，可以在远高于100℃的温度下进行完全三聚。特别有利的是，该三聚可在高于所需产物的玻璃化转变温度的温度下进行。此外，实际实验表明，通过本发明方法的完全三聚在例如远低于30分钟的反应时间下是可能的。
与现有技术中已知的方法相反，通过本发明方法的三聚可以在开放反应体系中进行，而没有将单体二异氰酸酯显著释放到环境中的风险。这尤其提供了工作卫生优点，并且允许成本有效的工艺方案。
具有低单体含量的本发明方法的另一个优点是树脂交联以得到成品部件或体积物体时的体积收缩非常低，因此可以提供具有高尺寸精度和低内应力的部件。
本领域技术人员理解，体积收缩是指树脂交联以得到塑料的过程中的体积变化，因为反应性树脂和固化塑料的密度不同。通常，树脂的密度低于交联塑料的密度，这意味着在固化期间体积减小（体积收缩）。由此，一方面改变外部尺寸，另一方面可能在部件内出现影响机械性能的内应力。
当在这里提到“体积物体”时，这意味着如下物体，其中由于其体积而不能足够快地将三聚反应中出现的热量完全输出到环境中，因此局部热点可能出现在该体积物体内，这意味着三聚反应在特定时间段内产生的能量多于可以在此时间内输出到环境中的能量。特别地，这里使用的“体积物体”是在其最小膨胀方向上具有至少0.1mm，优选至少0.5mm，更优选至少1mm，特别是至少2mm，最优选至少5毫米的厚度的物体。特别地，这里使用的“体积物体”不是薄膜、漆层或膜。
这里使用的“聚异氰脲酸酯复合材料”是如下复合材料，其中聚合物基质材料是含有聚异氰脲酸酯的塑料。所述聚合物基质材料也可以主要或完全由聚异氰脲酸酯构成。由聚异氰脲酸酯和其它塑料的共混物制成的聚合物基质材料同样被这里使用的术语“聚异氰脲酸酯复合材料”所覆盖。
当在此提及“材料”时，这意味着在室温下-例如与凝胶或液体相反-基本上尺寸稳定的产品。如这里所用的术语“材料”包括所有常规的塑料类型，即特别包括热固性塑料、热塑性塑料和弹性体。
当在此提及“多异氰酸酯组合物a）”，特别是“提供多异氰酸酯组合物a）”时，这意味着存在和使用多异氰酸酯组合物a）作为反应物。
如这里所用的“聚异氰脲酸酯”是具有多个异氰脲酸酯结构单元，例如至少10个异氰脲酸酯结构单元的每种分子。具有单个异氰脲酸酯结构单元的分子可称为“异氰脲酸酯”。
特征性环状异氰脲酸酯结构单元如下结构式所示：
异氰脲酸酯和聚异氰脲酸酯可通过异氰酸酯和多异氰酸酯的环三聚获得。如上所述的由单体二异氰酸酯起始的常规操作的环三聚是强放热进行的反应。这可能显著地限制使用可能性以及工业上和有效地仍可实现的三聚程度。
如本文所用的术语“多异氰酸酯”是分子中包含两个或更多个异氰酸酯基团（这被本领域技术人员理解为是指通用结构–n=c=o的游离异氰酸酯基团）的化合物的统称。这些多异氰酸酯的最简单和最重要的代表是二异氰酸酯。它们具有通用结构o=c=n–r–n=c=o，其中r通常表示脂族、脂环族和/或芳族基团。
由于多官能度（≥2个异氰酸酯基团），可以由多异氰酸酯制备多种聚合物（例如聚氨酯、聚脲和聚异氰脲酸酯）和低分子量化合物（例如氨基甲酸酯预聚物、或具有脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的那些）。
当一般性地提及“多异氰酸酯”时，意味着单体和/或低聚多异氰酸酯。然而，为了理解本发明的许多方面，重要的是区分单体二异氰酸酯和低聚多异氰酸酯。当提及“低聚多异氰酸酯”时，是指由至少两个单体二异氰酸酯分子形成的多异氰酸酯，即是或包含由至少两个单体二异氰酸酯分子形成的反应产物的化合物。
由单体二异氰酸酯制备低聚多异氰酸酯在此也称为单体二异氰酸酯的改性。如这里所用的这种“改性”是指单体二异氰酸酯反应以产生具有脲二酮、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的低聚多异氰酸酯。
例如，六亚甲基二异氰酸酯（hdi）是“单体二异氰酸酯”，因为它包含两个异氰酸酯基团并且不是至少两个多异氰酸酯分子的反应产物：
相反，由至少两个hdi分子形成并仍然具有至少两个异氰酸酯基团的反应产物是本发明范围内的“低聚多异氰酸酯”。这种“低聚多异氰酸酯”的代表由单体hdi起始，例如是hdi异氰脲酸酯和hdi缩二脲，它们各自由三个单体hdi单元形成：
（理想化结构式）。
在本发明的上下文中，“多异氰酸酯组合物a）”是指初始反应混合物中的异氰酸酯组分。换句话说，这是初始反应混合物中具有异氰酸酯基团的所有化合物的总和。因此，多异氰酸酯组合物a）在本发明的方法中用作反应物。当在此提及“多异氰酸酯组合物a）”，特别是“提供多异氰酸酯组合物a）”时，这意味着存在和使用多异氰酸酯组合物a）作为反应物。
根据本发明，多异氰酸酯组合物a）包含低聚多异氰酸酯并且单体二异氰酸酯含量低，其中单体二异氰酸酯含量低意味着多异氰酸酯组合物a）具有最多20重量％的单体二异氰酸酯含量。
“贫单体”和“单体多异氰酸酯含量低”在本文中对于多异氰酸酯组合物a）同义使用。
在本发明的一个实施方案中，多异氰酸酯组合物a）完全或至少80、85、90、95、98、99或99.5重量％由低聚多异氰酸酯构成，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。优选地，多异氰酸酯组合物a）完全或至少99.7或99.8或99.5重量%由低聚多异氰酸酯构成，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。该低聚多异氰酸酯的含量基于多异氰酸酯组合物a）计，这意味着它们例如在本发明方法的过程中不作为中间产物形成，但在该反应开始时就已经存在于用作反应物的多异氰酸酯组合物a）中。
使用的多异氰酸酯组合物a）是贫单体的。在实践中，这尤其可以通过使用低聚多异氰酸酯作为多异氰酸酯组合物a）来实现，在所述低聚多异氰酸酯的制备时在每种情况下在实际改性反应后进行至少一个用于分离出未转化的过量单体多异氰酸酯的进一步工艺步骤。这种单体的分离可以以特别符合实践的方式通过本身已知的方法优选通过在高真空下的薄层蒸馏或通过用对异氰酸酯基团呈惰性的合适溶剂，例如脂族或环脂族烃如戊烷、己烷、庚烷、环戊烷或环己烷的萃取来进行。
在本发明的一个实施方案中，根据本发明的多异氰酸酯组合物a）通过将单体多异氰酸酯改性并随后分离出未转化的单体而获得。
现有技术中描述的制备聚异氰脲酸酯塑料的方法基本上使用单体多异氰酸酯，即单体二异氰酸酯作为反应物，这意味着纯单体多异氰酸酯或富含单体的多异氰酸酯组合物经催化三聚。
在本发明的一个实施方案中，多异氰酸酯组合物a）包含低聚多异氰酸酯并且具有最多20、15、10、5、4、3、2、1或0.5重量%的单体多异氰酸酯，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。优选地，多异氰酸酯组合物a）包含低聚多异氰酸酯并且具有最多0.3、0.2或0.1重量%的单体多异氰酸酯，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。
在本发明的一个特别实施方案中，使用包含低聚多异氰酸酯且不含或基本上不含单体多异氰酸酯的聚合物组合物a）。“基本上不含”是指单体多异氰酸酯的含量为最多0.5重量％，基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。令人惊讶的是，这导致明显更低的体积收缩。尽管反应条件更快和更严格，但该反应的较低放热性此外仍使得能够获得高品质的聚异氰脲酸酯塑料。
在本发明的另一个特别实施方案中，多异氰酸酯组合物a）可包含一种或多种单体外部二异氰酸酯。在本文中，单体外部二异氰酸酯是指它不同于已用于制备包含在多异氰酸酯组合物a）中的低聚多异氰酸酯的单体多异氰酸酯。添加单体外部二异氰酸酯可有利于在加工时获得特定的技术效果，例如特定的硬度、所需的弹性或伸长率、所需的玻璃化转变温度或粘度。当多异氰酸酯组合物a）具有在多异氰酸酯组合物a）中最多20重量％，特别是最多15重量％或最多10重量％的单体外部二异氰酸酯含量时，出现了特别符合实践的结果，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。优选的是多异氰酸酯组合物a）具有最多5重量％，特别是最多2.0重量％，更优选不最多1.0重量％的单体外部二异氰酸酯含量，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。
在本发明方法的另一个特别实施方案中，多异氰酸酯组合物a）可包含异氰酸酯官能度为1的单体单异氰酸酯或异氰酸酯官能度大于2，即每分子具有多于两个异氰酸酯基团的单体异氰酸酯。已发现添加异氰酸酯官能度为1的单体单异氰酸酯或异氰酸酯官能度大于2的单体异氰酸酯是有利的，以影响聚异氰脲酸酯塑料的网络密度和/或玻璃化转变温度。多异氰酸酯组合物a）的平均异氰酸酯官能度在此为大于1，优选大于1.25，特别是大于1.5，更优选大于1.75，最优选大于2。多异氰酸酯组合物a）的平均异氰酸酯官能度可以通过将包含在多异氰酸酯组合物a）中的所有多异氰酸酯分子的异氰酸酯官能度的总和除以包含在多异氰酸酯组合物a）中的多异氰酸酯分子的数量来计算。当多异氰酸酯组合物a）具有在多异氰酸酯组合物a）中最多20重量％，特别是最多15重量％或最多10重量％的异氰酸酯官能度为1的单体单异氰酸酯或异氰酸酯官能度大于2的单体异氰酸酯含量时，出现了特别符合实践的结果，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。优选的是多异氰酸酯组合物a）具有最多5重量％，优选最多2.0重量％，更优选最多1.0重量％的异氰酸酯官能度为1的单体单异氰酸酯或异氰酸酯官能度大于2的单体异氰酸酯含量，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。优选地，在根据本发明的三聚反应中不一起使用异氰酸酯官能度为1的单体单异氰酸酯或异氰酸酯官能度大于2的单体异氰酸酯。
在此所述的低聚多异氰酸酯通常通过简单脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族单体二异氰酸酯或这种单体二异氰酸酯的混合物的改性而获得。
根据本发明，低聚多异氰酸酯尤其可具有脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/噁二嗪三酮结构。在本发明的一个实施方案中，低聚多异氰酸酯具有下列低聚结构类型的至少一种或其混合物：
令人惊讶地发现，可能有利的是使用如下低聚多异氰酸酯，其是至少两种低聚多异氰酸酯的混合物，其中所述至少两种低聚多异氰酸酯在它们的结构方面不同。其优选选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构及其混合物。与通过具有仅一种特定结构的低聚多异氰酸酯的三聚反应相比，这种起始混合物尤其可以导致对tg值的影响，这对许多应用是有利的。
在本发明的方法中，优选使用由至少一种具有缩二脲、脲基甲酸酯、异氰脲酸酯和/或亚氨代噁二嗪二酮结构及其混合物的低聚多异氰酸酯构成的多异氰酸酯组合物a）。在本发明的方法中，优选使用含有最多50摩尔％，优选最多40摩尔％，更优选最多30摩尔％，甚至更优选最多20摩尔％、10摩尔%、5摩尔％、3摩尔％、2摩尔％、1摩尔％，特别是没有具有氨基甲酸酯结构的低聚多异氰酸酯，例如氨基甲酸酯预聚物的多异氰酸酯组合物a）。
在另一个实施方案中，包含低聚多异氰酸酯的多异氰酸酯组合物a）是包含仅一种特定低聚结构，例如仅仅或大部分地异氰脲酸酯结构的那些。然而，在多异氰酸酯组合物a）中由于制备所致总是存在几种彼此并列的不同低聚结构。
在本发明的上下文中，多异氰酸酯组合物a）被认为是具有单一特定低聚结构的多异氰酸酯组合物，当选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲，亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的低聚结构以至少50摩尔％，优选60摩尔％，更优选70摩尔％，特别优选80摩尔％，特别是90摩尔％存在时，在每种情况下基于存在于多异氰酸酯组合物a）中的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计。
在本发明的方法中在另一个实施方案中，使用具有单一特定低聚结构的多异氰酸酯组合物，其中该低聚结构选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构并以至少50摩尔％，优选60摩尔％，更优选70摩尔％，特别优选80摩尔％，特别是90摩尔％存在，在每种情况下基于存在于多异氰酸酯组合物a）中的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计。
在另一个实施方案中，低聚多异氰酸酯是主要具有异氰脲酸酯结构和可包含上述脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构仅作为副产物的那些。因此，本发明的一个实施方案设置，使用具有单一特定低聚结构的聚合物组合物，其中该低聚结构是异氰脲酸酯结构并以至少50摩尔％，优选60摩尔％，更优选70摩尔％，特别优选80摩尔％，特别是90摩尔％存在，在每种情况下基于存在于多异氰酸酯组合物a）中的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计。
根据本发明，同样可以使用基本上不含异氰脲酸酯结构且主要包含上述脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构类型中至少一种的低聚多异氰酸酯。在本发明的一个特别实施方案中，多异氰酸酯组合物a）的50摩尔%，优选60摩尔%，优选70摩尔%，特别优选80摩尔%，特别是90摩尔%由具有选自脲二酮、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的结构类型的低聚多异氰酸酯构成，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）中存在的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计。
本发明的另一个实施方案设置，使用贫异氰脲酸酯的多异氰酸酯组合物a），其具有基于存在于多异氰酸酯组合物a）中的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计小于50摩尔％，优选小于40摩尔％，更优选小于30摩尔％，特别优选小于20摩尔％、10摩尔％或5摩尔％的异氰脲酸酯结构。
在本发明的另一个实施方案中设置，使用具有单一特定低聚结构类型的聚合物组合物a），其中所述低聚结构类型选自脲二酮、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构并且这一结构类型以至少50摩尔％，优选60摩尔％，更优选70摩尔％，特别优选80摩尔％，特别是90摩尔％存在，基于存在于多异氰酸酯组合物a）中的选自脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和噁二嗪三酮结构的低聚结构的总和计。
多异氰酸酯组合物a）中脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的含量可以例如从质子解耦13cnmr光谱的积分计算，因为所提到的低聚结构提供特征性信号，并且分别基于多异氰酸酯组合物a）中存在的脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的总和计。
不依赖于基础的低聚结构类型（脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构），用于本发明方法中的多异氰酸酯组合物a）优选具有1.0至6.0，优选2.0至5.0，更优选2.3至4.5的（平均）nco官能度。
当根据本发明使用的多异氰酸酯组合物a）具有8.0重量％至60.0重量％的异氰酸酯基团含量时，出现了特别符合实践的结果。已经发现，当本发明的多异氰酸酯组合物a）具有14.0重量％至30.0重量％的异氰酸酯基团含量时，是特别符合实践的，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。
具有脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的低聚多异氰酸酯的制备方法描述于例如j.prakt.chem.336(1994)185-200、de-a1670666、de-a1954093、de-a2414413、de-a2452532、de-a2641380、de-a3700209、de-a3900053和de-a3928503或ep-a0336205、ep-a0339396和ep-a0798299。
在本发明的一个额外或替代性实施方案中，多异氰酸酯组合物a）的定义是其含有已由单体多异氰酸酯不依赖于所用改性反应类型且遵循5％至45％，优选10％至40％，更优选15％至30％的低聚度而获得的低聚多异氰酸酯。“低聚度”在此应理解为意指起始混合物中初始存在的异氰酸酯基团在制备过程中被消耗以形成脲二酮、氨基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨代噁二嗪二酮和/或噁二嗪三酮结构的百分率。
用于低聚多异氰酸酯的合适起始化合物是可以以各种方式，例如通过液相或气相中的光气化或通过无光气途径，例如通过热氨基甲酸酯裂解而获得的任意单体多异氰酸酯。当所述单体多异氰酸酯是单体二异氰酸酯时，出现了特别好的结果。优选的单体二异氰酸酯是分子量为140-400g/mol且具有脂族、脂环族、芳脂族和/或芳族键合的异氰酸酯基团的那些，例如1,4-二异氰酸根合丁烷(bdi)、1,5-二异氰酸根合戊烷(pdi)、1,6-二异氰酸根合己烷(hdi)、2-甲基-1,5-二异氰酸根合戊烷、1,5-二异氰酸根合-2,2-二甲基戊烷、2,2,4-或2,4,4-三甲基-1,6-二异氰酸根合己烷、1,10-二异氰酸根合癸烷、1,3-和1,4-二异氰酸根合环己烷、1,4-二异氰酸根合-3,3,5-三甲基环己烷、1,3-二异氰酸根合-2-甲基环己烷、1,3-二异氰酸根合-4-甲基环己烷、1-异氰酸根合-3,3,5-三甲基-5-异氰酸根合甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯；ipdi)、1-异氰酸根合-1-甲基-4(3)-异氰酸根合甲基环己烷、2,4’-和4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷(h12mdi)、1,3-和1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷、双(异氰酸根合甲基)降冰片烷(nbdi)、4,4'-二异氰酸根合-3,3'-二甲基二环己基甲烷、4,4'-二异氰酸根合-3,3',5,5'-四甲基二环己基甲烷、4,4'-二异氰酸根合-1,1'-双(环己基)、4,4'-二异氰酸根合-3,3'-二甲基-1,1'-双(环己基)、4,4'-二异氰酸根合-2,2',5,5'-四甲基-1,1'-双(环己基)、1,8-二异氰酸根合-对-薄荷烷、1,3-二异氰酸根合金刚烷、1,3-二甲基-5,7-二异氰酸根合金刚烷、1,3-和1,4-双(异氰酸根合甲基)苯(苯二甲撑二异氰酸酯；xdi)、1,3-和1,4-双(1-异氰酸根合-1-甲基乙基)苯(tmxdi)和碳酸双(4-(1-异氰酸根合-1-甲基乙基)苯基)酯、2,4-和2,6-二异氰酸根合甲苯(tdi)、2,4'-和4,4'-二异氰酸根合二苯基甲烷(mdi)、1,5-二异氰酸根合萘和此类二异氰酸酯的任意混合物。同样合适的其它二异氰酸酯可另外例如在justusliebigsannalenderchemievolume562(1949)第75-136页找到。
此外，在本发明的方法中，还可以在多异氰酸酯组合物a）中使用带有脂族或芳族异氰酸酯端基的常规预聚物，例如带有脂族或芳族异氰酸酯端基的聚醚、聚酯或聚碳酸酯预聚物，其作为单-和多异氰酸酯。
可任选地用于多异氰酸酯组合物a）中的合适单体单异氰酸酯是例如异氰酸正丁酯、异氰酸正戊酯、异氰酸正己酯、异氰酸正庚酯、异氰酸正辛酯、异氰酸十一烷酯、异氰酸十二烷酯、异氰酸十四烷基酯、异氰酸鲸蜡基酯、异氰酸硬脂基酯、异氰酸环戊基酯、异氰酸环己基酯、异氰酸3-或4-甲基环己基酯或此类单异氰酸酯的任意混合物。可任选添加到多异氰酸酯组合物a）中的异氰酸酯官能度大于2的单体异氰酸酯的实例是4-异氰酸根合甲基辛烷1,8-二异氰酸酯（三异氰酸根合壬烷；tin）。
在本发明的一个实施方案中，多异氰酸酯组合物a）包含最多80重量％，特别是最多50重量％、最多25重量％、最多10重量％、最多5％或最多1重量％的芳族多异氰酸酯，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。如本文所用的“芳族多异氰酸酯”是指具有至少一个芳族键合的异氰酸酯基团的多异氰酸酯。
芳族键合的异氰酸酯基团应理解为是指与芳族烃基键合的异氰酸酯基团。
在本发明方法的一个优选实施方案中，使用仅具有脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团的多异氰酸酯组合物a）。
脂族和脂环族键合的异氰酸酯基团应理解为是指与脂族和脂环族烃基键合的异氰酸酯基团。
在本发明方法的另一个优选实施方案中，使用由一种或多种低聚多异氰酸酯构成或包含其的多异氰酸酯组合物a），其中所述一种或多种低聚多异氰酸酯仅具有脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团。
在本发明方法的另一个优选实施方案中，使用由一种或多种单体多异氰酸酯构成或包含其的多异氰酸酯组合物a），其中所述一种或多种单体多异氰酸酯仅具有脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团。
在本发明的另一个实施方案中，多异氰酸酯组合物a）的至少70、80、85、90、95、98或99重量%由仅具有脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团的低聚多异氰酸酯构成，在每种情况下基于多异氰酸酯组合物a）的重量计。实际实验已表明，使用如下多异氰酸酯组合物a）可以实现特别好的结果，其中包含在其中的低聚多异氰酸酯仅具有脂族和/或脂环族键合的异氰酸酯基团。
在本发明方法的一个特别优选的实施方案中，使用由一种或多种低聚多异氰酸酯构成或包含其的多异氰酸酯组合物a），其中所述一种或多种低聚多异氰酸酯基于1,4-二异氰酸根合丁烷（bdi）、1,5-二异氰酸根合戊烷（pdi）、1,6-二异氰酸根合己烷（hdi）、异佛尔酮二异氰酸酯（ipdi）或4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷（h12mdi）或其混合物形成。
在本发明方法中，多异氰酸酯组合物a）的催化三聚在纤维状填料b）的存在下进行。
合适的纤维状填料b）是例如本领域技术人员已知的所有无机纤维、有机纤维、天然纤维或其混合物。
纤维状填料应理解为其纵横比，即长度除以直径为大于5，优选大于20，特别是大于50，更优选大于100的材料。
根据本发明合适的无机纤维的实例是玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、陶瓷纤维、晶须、二氧化硅（kieselsäure）纤维和金属增强纤维。根据本发明合适的有机纤维的实例是芳族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酯纤维、尼龙纤维和有机玻璃纤维。根据本发明合适的天然纤维的实例是亚麻纤维、大麻纤维、木纤维、纤维素纤维和剑麻纤维。
在本发明的一个优选实施方案中，单个纤维的直径小于0.1mm，优选小于0.05mm，更优选小于0.02mm，特别是小于0.015mm，最优选小于0.01mm。
在本发明的一个优选实施方案中，纤维状填料b）选自玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维及其混合物。
在本发明的一个特别优选的实施方案中，所用的纤维状填料是玻璃纤维和/或碳纤维，尤其是玻璃纤维。
在本发明的一个优选实施方案中，所述聚异氰脲酸酯复合材料中的纤维含量大于10重量％，优选大于30重量％，更优选大于50重量％，优选大于60重量％，甚至更优选大于70重量％，特别是80、85、90重量％，基于该聚异氰脲酸酯复合材料计。
根据本发明的聚异氰脲酸酯可通过本发明方法的催化三聚获得。在此，“催化”是指在合适三聚催化剂c）的存在下。
用于本发明方法合适的三聚催化剂c）原则上是包含至少一种金属盐和/或季铵盐并且适于加速异氰酸酯基团三聚成异氰脲酸酯结构的所有化合物。根据本发明，三聚催化剂c）包含至少一种金属盐或季铵盐作为催化剂。在本发明的上下文中，“季铵”应理解为是指式nr4+的化合物，其中“r”基团是有机基团，尤其是烷基或芳基。优选地，季铵是式nr4+的化合物，其中r基团的每个彼此独立地是具有1-5个碳原子的直链或支化烷基。
在本发明方法的另一个特别优选的实施方案中，三聚催化剂c）包含碱性碱金属盐或碱土金属盐作为金属组分，其作为饱和水溶液在23℃下具有大于7，特别是大于8，特别是大于9的ph值（用石蕊试纸测量）。特别优选钠盐和钾盐。最好使用钾盐。
优选的三聚催化剂c）包含金属的羧酸盐和醇盐作为金属盐。优选的三聚催化剂c）包含具有1至20，尤其是1至10个碳原子的脂族羧酸的金属盐，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、2-乙基己酸、庚酸、辛酸、壬酸和癸酸的金属盐。特别优选乙酸盐。
在本发明方法的一个优选实施方案中，三聚催化剂c）包含选自碱金属、碱土金属、锡、锆、锌、铁和钛的元素作为金属组分。
在一个特别优选的实施方案中，三聚催化剂c）包含碱金属或碱土金属作为金属组分。特别优选的金属组分是钠和钾。
在另一个优选的实施方案中，金属盐是碱金属或碱土金属的乙酸盐或辛酸盐，最优选碱金属乙酸盐，尤其是乙酸钾。同样优选辛酸锡。
在另一个优选的实施方案中，三聚催化剂c）包含聚醚。优选的聚醚选自冠醚、二乙二醇、聚乙二醇和聚丙二醇。已经发现，在根据本发明的方法中使用包含聚乙二醇或冠醚，更优选18-冠-6或15-冠-5作为聚醚的三聚催化剂c）特别符合实践。优选地，三聚催化剂c）可以包含数均分子量为106至1000g/mol，优选200至1000g/mol，更优选300g/mol至500g/mol，特别是350g/mol至450g/mol的聚乙二醇。在本申请中，术语“聚乙二醇”也指二乙二醇。
数均分子量总是在本申请的上下文中通过凝胶渗透色谱法（gpc）在四氢呋喃中在23℃下测定。该程序根据din55672-1:"凝胶渗透色谱,第1部分-四氢呋喃作为洗脱剂"（来自psspolymerservice的securitygpc系统，流速1.0ml/min；柱:2×psssdvlinearm,8×300mm,5µm;rid检测器）进行。在此，已知摩尔质量的聚苯乙烯样品用于校准。数均分子量用软件辅助进行计算。基线点和评估限值根据din55672第1部分确定。
所述聚醚还可以例如在聚醚链端或在聚醚链中具有其它官能度，以确保在多异氰酸酯组合物a）中更好的溶解性或更好的共催化作用。这种衍生化的聚醚在本文中也被术语“聚醚”所覆盖。
用于本发明方法的非常特别优选的三聚催化剂c）包含乙酸钾或辛酸钾作为碱金属盐和聚乙二醇作为聚醚，尤其是乙酸钾和数均分子量为400g/mol的聚乙二醇。
三聚催化剂c）既可以单独使用，也可以以任意彼此混合物的形式用于本发明的方法中。
除了温度以外，催化剂浓度是制造聚异氰脲酸酯复合材料的方法的重要设置参数。如果反应性树脂混合物中催化剂的浓度太低，则交联反应总体上太慢并且该方法效率低。如果反应性树脂混合物中的催化剂浓度太高，则树脂混合物的适用期降低太多，该适合期定义为从多异氰酸酯组合物a）与三聚催化剂c）混合直至该反应混合物在23℃下的粘度是起始值的两倍时的时间跨度，并且该方法不再能以实用的方式进行。
在根据本发明的方法中，三聚催化剂c）通常以基于所用多异氰酸酯组合物a）的量计0.04至15.0重量%，优选0.10至8.0重量%，特别优选0.5至5.0重量%的浓度使用。在这种情况下，为了计算浓度，所考虑的三聚催化剂c）仅仅是碱金属或碱土金属的至少一种碱性化合物和至少一种聚醚的混合物。
用于本发明方法的三聚催化剂c）在对于引发低聚反应所需的量下在多异氰酸酯组合物a）中通常是足够可溶性或可分散性的。因此，三聚催化剂c）优选以物质形式添加到多异氰酸酯组合物a）中。
以物质形式添加三聚催化剂c）意味着，如果需要，所述金属盐和/或季铵盐以溶解或至少悬浮在合适催化剂溶剂中的形式存在。该溶液中金属盐和/或季铵盐的用量含量可在工艺条件优化范围内在宽范围内自由选择，但由于实际原因通常小于50重量％，优选小于25重量％，更优选小于20重量％或小于15重量％，特别是小于10重量％。但是，该用量含量在各种情况下都大于0.1重量％。上述含量基于金属盐和/或季铵盐和聚醚的总重量计。
然而，任选地，三聚催化剂c）也可以以溶解在合适有机溶剂中的形式使用，以改进它们的可引入性。催化剂溶液的稀释程度可以在很宽的范围内自由选择。
合适的催化剂溶剂是例如对异氰酸酯基团呈惰性的溶剂，例如己烷、甲苯、二甲苯、氯苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇单甲基-或-乙基醚乙酸酯、二乙二醇乙基-和-丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙酸1-甲氧基丙-2-基酯、乙酸3-甲氧基正丁酯、丙二醇二乙酸酯、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮，内酯，例如β-丙内酯、γ-丁内酯、ε-己内酯和ε-甲基己内酯，以及溶剂，例如n-甲基吡咯烷酮和n-甲基己内酰胺、碳酸1,2-亚丙酯、二氯甲烷、二甲亚砜、磷酸三乙酯或这类溶剂的任意混合物。
已经发现特别有利的是，金属盐或铵盐和聚醚不是单独分开地加入到多异氰酸酯中并然后才混合，而是该金属盐或铵盐首先在第一步骤中溶解在聚醚中并且在第二步骤中将该溶液添加到多异氰酸酯组合物a）中。此外，已发现与基于环氧丙烷的聚醚相比，碱性盐，尤其是碱性钾盐和钠盐在基于环氧乙烷的聚醚中更好地溶解。因此，优选将由溶解在聚醚中的至少金属盐或铵盐构成的催化剂溶液加入到多异氰酸酯组合物a）中，特别优选将由溶解在聚乙二醇中的碱性金属盐构成的催化剂溶液加入到多异氰酸酯组合物a）中，最优选将由溶解在聚乙二醇（平均摩尔质量为106-1000g/mol）中的碱性钾盐构成的催化剂溶液加入到多异氰酸酯组合物a）中。
除了用作金属盐的溶剂外，聚醚还可以同时有助于催化作用的活化和增强。在使用碱金属和碱土金属盐的情况下尤其如此。在许多聚醚的情况下观察到这种效果，但在使用基于环氧乙烷的聚醚的情况下对于本发明的方法最明显。这里发现，当多个环氧乙烷单元直接彼此紧靠着聚合时是有利的。因此，优选为在聚合物链中紧靠着含有至少3个，优选5个，最优选7个环氧乙烷单元的聚醚。优选地，遵循上述最小长度的聚醚含有直接彼此紧靠的最多10个环氧乙烷单元。
相应的金属盐原则上可以存在于聚醚中直至饱和，因为通过聚醚总是提高至少一部分金属盐的活化。出于实际原因，金属盐浓度的下限是由于当醚中的金属浓度太低时多异氰酸酯混合物通过聚醚的稀释。因此，优选是聚醚中的催化金属盐的金属离子浓度为0.01重量％至50重量％，优选0.1重量％至25重量％，更优选0.5重量％至15重量％，尤其是1重量％至10重量％。
在本发明方法的一个特别优选的实施方案中，所述催化剂包含在分子中具有至少5个连续环氧乙烷单元的聚醚，其中溶解了金属离子浓度为0.01重量％至50重量％，优选0.1重量％至25重量％，更优选0.5重量％至15重量％，特别是1重量％至10重量％的碱性钾盐、锂盐或钠盐。最优选的是在分子中具有至少7个连续环氧乙烷单元的聚醚，其中溶解了钾离子浓度为0.5重量％至15重量％的碱性钾盐。如果使用具有至少11个连续环氧乙烷单元且在室温下不再是液体的聚醚，则优选使用如下所述的额外溶剂。
如果在本发明的方法中使用催化剂溶剂，则优选使用带有对异氰酸酯呈反应性的基团并且可以并入聚氨酯塑料中的催化剂溶剂。这类溶剂的实例是一元-和多元的简单醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、正己醇、2-乙基-1-己醇、乙二醇、丙二醇、异构丁二醇、2-乙基己-1,3-二醇或甘油；醚醇，例如1-甲氧基-2-丙醇、3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、四氢糠醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙烯二醇单丁醚、二乙二醇、二丙二醇或液体更高分子量聚乙二醇、聚丙二醇、混合聚乙二醇/聚丙二醇及其单烷基醚；酯醇，例如乙二醇单乙酸酯、丙二醇单月桂酸酯、甘油单-和二乙酸酯、甘油单丁酸酯或2,2,4-三甲基戊-1,3-二醇单异丁酸酯；不饱和醇，例如烯丙醇、1,1-二甲基烯丙醇或油醇；芳脂族醇，例如苄醇；n-单取代的酰胺，例如n-甲基甲酰胺、n-甲基乙酰胺、氰基乙酰胺或2-吡咯烷酮，或这类溶剂的任意混合物。
由于取决于所用的催化剂，异氰脲酸酯的形成常常伴有副反应，例如二聚得到脲二酮结构或三聚形成亚氨代噁二嗪二酮（称为不对称三聚体）和在起始多异氰酸酯中存在氨基甲酸酯基团的情况下伴有脲基甲酸酯化反应，因此术语“三聚”在本发明的上下文中也应同义地用于这些额外发生的反应。
然而，在一个特别实施方案中，三聚是指存在于多异氰酸酯组合物a）中的异氰酸酯基团的至少50％，优选至少60％，更优选至少70％，特别是至少80％，最优选90%环三聚以得到异氰脲酸酯结构单元被主要催化。然而，副反应，特别是产生脲二酮、脲基甲酸酯和/或亚氨代噁二嗪二酮结构的那些通常发生，并且甚至可以有针对地用于有利地影响例如所得聚异氰脲酸酯塑料的玻璃化转变温度（tg）。
通过本发明方法可获得的聚异氰脲酸酯复合材料本身，即在没有添加适当的助剂和添加剂d）的情况下就以非常好的耐光性和/或耐候性为特征。然而，在其制备中任选地可以一起使用常见助剂和添加剂d），例如常见填料、uv稳定剂、抗氧化剂、脱模剂、除水剂、滑爽添加剂、消泡剂、流平剂、流变添加剂、阻燃剂和/或颜料。除了填料和阻燃剂之外的这些助剂和添加剂d）在聚异氰脲酸酯复合材料中通常以小于10重量％，优选小于5重量％，更优选最多3重量％的量存在，基于多异氰酸酯组合物a）计。阻燃剂通常以最多70重量％，优选最多50重量％，更优选最多30重量％的量存在于聚异氰脲酸酯复合材料中，作为所用阻燃剂的总量计算且基于多异氰酸酯组合物a）的总重量计。
合适的填料dw）是例如aloh3、caco3、二氧化硅、碳酸镁、包含硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐等的矿物，例如菱镁矿、重晶石、云母、白云石、高岭土、粘土矿物，金属颜料如tio2和其它已知的常见填料。这些填料dw）通常以最多80重量％，优选最多60重量％，更优选最多40重量％，甚至更优选最多30重量%，尤其最多20、10、5重量%的量使用，作为所用填料的总量计算且基于多异氰酸酯组合物a）的总重量计。
合适的uv稳定剂dx）可以优选地选自哌啶衍生物，例如4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-苯甲酰氧基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯、双（1,2,2,6,6-五甲基-1-4-哌啶基）癸二酸酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）辛二酸酯、双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）十二烷二酸酯；二苯甲酮衍生物，例如2,4-二羟基-、2-羟基-4-甲氧基-、2-羟基-4-辛氧基-、2-羟基-4-十二烷氧基-或2,2'-二羟基-4-十二烷氧基二苯甲酮；苯并三唑衍生物，例如2-（2h-苯并三唑-2-基）-4,6-二叔戊基苯酚、2-（2h-苯并三唑-2-基）-6-十二烷基-4-甲基苯酚、2-（2h-苯并三唑-2-基）-4,6-双（1-甲基-1-苯基乙基）苯酚、2-（5-氯-2h-苯并三唑-2-基）-6-（1,1-二甲基乙基）-4-甲基苯酚、2-（2h-苯并三唑-2-基）-4-（1,1,3,3-四甲基丁基）苯酚、2-（2h-苯并三唑-2-基）-6-（1-甲基-1-苯基乙基）-4-（1,1,3,3-四甲基丁基）苯酚、3-（3-（2h-苯并三唑-2-基）-5-（1,1-二甲基乙基）-4-羟基苯基丙酸异辛酯）、2-（2h-苯并三唑-2-基）-4,6-双（1,1-二甲基乙基）苯酚、2-（2h-苯并三唑-2-基）-4,6-双（1-甲基-1-苯基乙基）苯酚、2-（5-氯-2h-苯并三唑-2-基）-4,6-双（1,1-二甲基乙基）苯酚；草酰苯胺，例如2-乙基-2'-乙氧基-或4-甲基-4'-甲氧基草酰苯胺；水杨酸酯，例如水杨酸苯酯、水杨酸4-叔丁基苯酯、水杨酸4-叔辛基苯酯；肉桂酸酯衍生物，例如α-氰基-β-甲基-4-甲氧基肉桂酸甲酯、α-氰基-β-甲基-4-甲氧基肉桂酸丁酯、α-氰基-β-苯基肉桂酸乙酯、α-氰基-β-苯基肉桂酸异辛酯；和丙二酸酯衍生物，如4-甲氧基亚苄基丙二酸二甲酯、4-甲氧基亚苄基丙二酸二乙酯、4-丁氧基亚苄基丙二酸二甲酯。这些优选的光稳定剂既可以单独使用，也可以以彼此任意组合的形式使用。
用于根据本发明可制造的聚异氰脲酸酯复合材料的特别优选的uv稳定剂dx）是完全吸收波长<400nm的辐射的那些。这些包括例如所提及的苯并三唑衍生物。非常特别优选的uv稳定剂是2-（5-氯-2h-苯并三唑-2-基）-6-（1,1-二甲基乙基）-4-甲基苯酚，2-（2h-苯并三唑-2-基）-4-（1,1,3,3-四甲基丁基）苯酚和/或2-（5-氯-2h-苯并三唑-2-基）-4,6-双（1,1-二甲基乙基）苯酚。
任选地，可以将一种或多种举例提到的uv稳定剂dx）优选以0.001重量％-3.0重量％，更优选0.01重量％-2重量％的量添加到多异氰酸酯组合物a）中，作为所用uv稳定剂的总量计算且基于多异氰酸酯组合物a）的总重量计。
合适的抗氧化剂dy）优选是空间位阻酚，其可以优选地选自维生素e、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（紫罗兰醇）及其衍生物、季戊四醇四（3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯）、3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八烷基酯、三乙二醇双（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基）丙酸酯、2,2'-硫代双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）和双[3-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]2,2'-硫代二乙基酯。如果需要，它们既可以单独使用，也可以以彼此任意组合的形式使用。
这些抗氧化剂dy）优选以0.01至3.0重量%，更优选0.02至2.0重量%的量使用，作为所用抗氧化剂的总量计算且基于组合物a）的总重量计。
除了少量任选一起使用的催化剂溶剂外，本发明方法还可以以无溶剂方式进行。
最后，添加的其它助剂和添加剂d）也可以是内部脱模剂dz）。
它们优选为包含全氟烷基-或聚硅氧烷单元并被已知为脱模剂的非离子表面活性剂，季烷基铵盐，例如三甲基乙基氯化铵、三甲基硬脂基氯化铵、二甲基乙基鲸蜡基氯化铵、三乙基十二烷基氯化铵、三辛基甲基氯化铵和二乙基环己基十二烷基氯化铵、在烷基中具有2至18个碳原子的酸性磷酸单烷基-和二烷基酯，例如磷酸乙酯、磷酸二乙酯、磷酸异丙酯、磷酸二异丙酯、磷酸丁酯、磷酸二丁酯、磷酸辛酯、磷酸二辛酯、磷酸异癸酯、磷酸二异癸酯、磷酸十二烷基酯、磷酸双十二烷基酯、十三烷醇磷酸酯、双（十三烷醇）磷酸酯、磷酸硬脂基酯、磷酸二硬脂基酯，蜡，如蜂蜡、褐煤蜡或聚乙烯低聚物、油酸和脂肪酸的金属盐和酯，如硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯和月桂酸甘油酯，在烷基中具有4至36个碳原子的脂族支化和非支化醇的酯，和这类脱模剂的任意混合物。
特别优选的脱模剂dz）是所提及的脂肪酸酯及其盐，以及酸性磷酸单-和二烷基酯，最优选在烷基中具有8-36个碳原子的那些。
内部脱模剂dz）任选地以优选0.01至15.0重量%，特别优选0.02至10.0重量%，更优选0.02至5.0重量%的量用于本发明方法中，作为所用内部脱模剂的总量计算且基于多异氰酸酯组合物a）的总重量计。
在本发明方法的一个实施方案中，将三聚催化剂c）或不同三聚催化剂c）的混合物添加到所述多异氰酸酯组合物a）中，任选地在惰性气体如氮气下并任选一起使用上述溶剂以及助剂和添加剂d）；并借助于合适的混合单元均匀混入并添加到纤维状填料b）中。催化剂c）和任选一起使用的溶剂以及助剂和添加剂d）的添加可以以任选顺序相继地或以混合物的形式以上述量并且通常在0至100℃，优选15至80℃，更优选为20至60℃的温度下进行。同样可以设想的是，最初装载多异氰酸酯组合物a）、三聚催化剂c）或不同三聚催化剂c）的混合物，任选地在惰性气体，例如氮气下并且通过任选地一起使用上述溶剂以及助剂和添加剂d）；然后添加纤维状填料b）。在本发明的一个特别实施方案中，由此获得的反应混合物具有如上定义的大于10分钟，优选大于30分钟，更优选大于60分钟，特别是大于120分钟的适用期。由此确保了在几乎所有复合材料制造方法中可靠的可混合性以及安全可靠的加工和良好的纤维润湿性，而没有过早不受控地进行反应的风险。
在本发明的一个优选实施方案中，至少多异氰酸酯组合物a），更优选纤维状填料b）、催化剂c）和多异氰酸酯组合物a）的混合物在反应之前通过常规方法脱气。优选地，本发明的多异氰酸酯组合物a）和/或纤维状填料b）、催化剂c）和多异氰酸酯组合物a）的混合物在反应之前在10至100℃的温度下小心脱气。
为了产生实心物体，例如部件，可以将包含催化剂c）和多异氰酸酯组合物a）的反应混合物装入已经含有纤维状填料b）的开放或封闭的模具中，例如通过简单的手动浇注，或借助于合适的机器，例如在聚氨酯技术中常规的低压或高压机器。也可以在将催化剂c）和多异氰酸酯组合物a）的反应混合物装入模具中之后添加纤维状填料b）。也可以首先将纤维状填料b）以及催化剂c）和多异氰酸酯组合物a）的反应混合物混合，并将该混合物装入模具中。
三聚反应可以通过加热开始。取决于在每种情况下选择的催化剂c），最佳模具或环境温度为80至250℃，优选100至230℃，更优选150至200℃。特别有利的是，三聚可在高于所需产物的玻璃化转变温度的温度下进行。在本发明的一个特别实施方案中，反应过程中反应混合物的温度达到高于80℃，但甚至局部也保持低于350℃，优选低于300℃，更优选<250℃。
取决于所选择的三聚催化剂c）、多异氰酸酯组合物a）和所选择的反应温度，在几秒直至几分钟的时间后，三聚反应如下所定义基本完成。实际上已经表明，在大于150℃的反应温度下的三聚反应通常在少于30分钟内基本完成。在一个实施方案中，大于150℃的温度下的催化三聚在小于10分钟，特别是小于5分钟内如下定义基本完成。
当在此讨论“环境温度”时，这意味着周围温度。在本发明的一个优选实施方案中，在大于80℃，优选100℃，特别是大于120℃，优选大于150℃，更优选大于170℃的反应温度下的三聚反应在小于10分钟，更优选小于5分钟，甚至更优选小于3分钟，优选小于1分钟，特别是小于45秒内基本完成。在本发明的另一个优选实施方案中，在小于250℃，特别是小于230℃，优选小于200℃，更优选小于190℃的反应温度下的三聚反应在小于5分钟，更优选小于3分钟，特别是小于1分钟，最优选小于45秒内基本完全。
这些反应速度优选通过使用碱金属盐或碱土金属盐与聚醚的组合来实现。
当初始存在于多异氰酸酯组合物a）中的游离异氰酸酯基团的至少80％，优选至少90％，更优选至少95％，尤其至少98%，最优选99%已反应时，在本发明的上下文中可将产生聚异氰脲酸酯结构的三聚反应认为是“基本完全”。换句话说，初始包含在多异氰酸酯组合物a）中的异氰酸酯基团的优选仅最多20％，最多10％，更优选最多5％，特别是最多2％，最优选最多1％还存在于通过本发明方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料中。
最初仍然可以通过滴定测定nco含量来确定反应进程，但随着转化的继续，反应混合物迅速开始胶凝和凝固，这使得湿化学分析方法不可行。然后仅还可以通过光谱方法监测异氰酸酯基团的进一步转化，例如通过ir光谱法参考在约2270cm-1处的异氰酸酯谱带强度。
本发明还提供了可通过本发明方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料。可通过本发明方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料优选是具有高转化度的聚异氰脲酸酯，即其中产生聚异氰脲酸酯结构的三聚反应基本完成的那些作为聚合物基质材料的聚异氰脲酸酯复合材料。当初始存在于多异氰酸酯组合物a）中的游离异氰酸酯基团的至少80％，优选至少90％，更优选至少95％，尤其至少98%，最优选99%已反应时，在本发明的上下文中可将产生聚异氰脲酸酯结构的三聚反应认为是“基本完全”。换句话说，初始包含在多异氰酸酯组合物a）中的异氰酸酯基团的优选仅最多20％，最多10％，更优选最多5％，特别是最多2％，最优选最多1％还存在于通过本发明方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料中。这可以通过在本发明的方法中进行催化三聚至少直至如下转化度来实现，其中初始包含在多异氰酸酯组合物a）中的异氰酸酯基团的例如仅最多20％还存在，以使得获得高度转化的聚异氰脲酸酯。还存在的异氰酸酯基团的百分比可以通过比较初始多异氰酸酯组合物a）中以重量％计的异氰酸酯基团含量与反应产物中以重量％计的异氰酸酯基团含量来确定，例如借助于ir光谱法通过如上比较约2270cm-1处的异氰酸酯谱带强度。
在一个优选的实施方案中，可萃取的含异氰酸酯的化合物在本发明的聚异氰脲酸酯复合材料中的总含量小于1重量％，基于所用的多异氰酸酯组合物a）计。可萃取的含异氰酸酯的化合物的总含量可以通过本身已知的方法以特别符合实践的方式测定，优选通过用对异氰酸酯基团呈惰性的合适溶剂，例如脂族或脂环族烃如戊烷、己烷、庚烷、环戊烷、环己烷、甲苯或二甲苯萃取并随后例如通过ir光谱法测定萃取物中的异氰酸酯基含量。
在另一个优选的实施方案中，本发明的未添加的聚异氰脲酸酯复合材料具有根据din5033在l*a*b*颜色空间中测定的小于8，更优选小于7，特别是小于6.5的b*值。在此上下文中，“未添加”是指聚异氰脲酸酯复合材料不含颜料，或未通过添加颜料着色。l*a*b颜色空间中的每种颜色由具有笛卡尔坐标{l*，a*，b*}的颜色位点定义。l*轴描述0到100值的颜色明度（亮度）。a*轴描述颜色的绿色或红色分量，其中负值代表绿色，正值代表红色。b*轴描述颜色的蓝色或黄色分量，其中负值代表蓝色，正值代表黄色。因此，较高的正b*值表明显著黄化，这对于许多应用是不希望的。
在另一个优选的实施方案中，与在相同条件下通过相同材料组成但没有纤维状填料b）制造的样品相比，根据本发明的聚异氰脲酸酯复合材料的b值小至少5％，优选10％，更优选15％，尤其是25％。
在另一个优选的实施方案中，与在相同条件下通过相同材料组成但没有纤维制造的样品相比，本发明的聚异氰脲酸酯复合材料的b值小至少0.35，优选0.5，更优选0.75，甚至更优选1，尤其是2个单位。
通过本发明的方法，可以以非常有效的方式获得均匀、无气泡的聚异氰脲酸酯复合材料。可以通过密度说明聚异氰脲酸酯复合材料的不含气泡的程度。在此，首先确定聚异氰脲酸酯复合材料的平均密度。然后确定纤维材料的密度（如果本来未知的话）。然后，通过这两个值也可以计算基质材料的密度。根据本发明的聚异氰脲酸酯复合材料的特征尤其在于聚异氰脲酸酯树脂基质的密度大于1.00g/cm3，其根据dineniso1183-1测定。
本发明的方法尤其提供了平均密度大于1.30g/cm3，优选大于1.5g/cm3，更优选大于1.7g/cm3的聚异氰脲酸酯复合材料。
根据所用多异氰酸酯组合物a）的性质，除了异氰脲酸酯结构外，可通过本发明方法获得的聚异氰脲酸酯复合材料可以任选地含有其它低聚结构，并且具有优异耐热性和耐候性的特征。
例如，借助于加速风化试验可以确定耐候性。在此，根据所选标准将样品暴露于特定量和时间的uva和uvb辐射、热和湿度。
本发明的方法特别提供聚异氰脲酸酯复合材料，其在使用来自atlasmaterialtestingtechnology的ci5000或ci4000仪器根据标准saej2527风化的情况下，在500小时后，优选在1000小时后，更优选在2000小时后，特别是在4000小时后在样品中未显示显著变化。例如，在1000小时根据saej2527测试后，上述色标度的b值增加最多20，优选最多15，更优选最多10，特别是最多5个单位。
优选地，成品聚异氰脲酸酯复合材料的聚异氰脲酸酯塑料基质中的氮量为至少9重量％，更优选至少13重量％，最优选15重量％，基于聚异氰脲酸酯复合材料中的聚异氰脲酸酯塑料基质的总重量计。氮量可以通过元素分析在成品聚异氰脲酸酯塑料中测定，例如通过使用来自elementaramericasinc公司的varioelcube仪器。
在使用金属盐作为催化剂的实施方案中，聚异氰脲酸酯复合材料中的金属或金属离子的重量含量为至少0.00025重量％，更优选至少0.001重量％，最优选至少0.01重量％，基于多异氰酸酯组合物a）计。成品聚异氰脲酸酯材料中的金属离子的重量含量可以通过原子吸收光谱法或原子发射光谱法测定。优选地，在这样的实施方案中，聚异氰脲酸酯复合材料中的钾和钠离子，尤其是钾离子的重量含量为0.00025重量％至3重量％，优选0.001重量％至1重量％，更优选0.01重量％至0.5重量％，基于聚异氰脲酸酯复合材料计。
在使用金属盐作为催化剂的实施方案中，聚异氰脲酸酯塑料或聚异氰脲酸酯组合物a中的金属或金属离子的重量含量为至少0.0008重量％，更优选至少0.003重量％，最优选至少0.03重量％，基于多异氰酸酯组合物a）计。成品聚异氰脲酸酯材料中的金属离子的重量含量可以通过原子吸收光谱法或原子发射光谱法测定。优选地，在这样的实施方案中，聚异氰脲酸酯复合材料中的钾和钠离子，尤其是钾离子的重量含量为0.0008重量％至3重量％，优选0.003重量％至1重量％，更优选0.03重量％至0.5重量％，基于多异氰酸酯组合物a）计。
本发明的方法使得可以以简单的方式通过在高温和短反应时间下适当选择起始多异氰酸酯而有效地制造耐候的无气泡聚异氰脲酸酯复合材料。
与通过现有技术的方法制造的聚异氰脲酸酯复合材料相比，本发明的加工产物的特征在于不同的化学和物理性质。与现有技术的聚异氰脲酸酯复合材料相比不同的物理性质（例如密度、色值）可归因于聚异氰脲酸酯复合材料中由于根据本发明的工艺方案所致的不同新型网络结构。与聚异氰脲酸酯复合材料相比不同的化学性质（金属离子的最小浓度和/或聚异氰脲酸酯基质中氮的最小浓度）可归因于碱金属盐或碱土金属盐催化剂在产物中的保留或成品聚异氰脲酸酯材料中的异氰脲酸酯基团含量。
与通过常规方法制造的聚异氰脲酸酯塑料相比，根据本发明的方法产品的特征在于允许由低聚多异氰酸酯起始在工作卫生方面有利的短和有效的工艺中无问题地制造实心大体积部件而没有极端的局部过热，这通常导致不均匀和副反应并因此导致变色和气泡。
本发明还提供所述聚异氰脲酸酯复合材料用于制造部件的用途以及包含本发明聚异氰脲酸酯复合材料的部件。
在这里讨论“部件”之处，这尤其是指结构部件，例如型材、载体、增强支柱和增强的轻质部件，例如运动制品（箭、弓、滑雪板、球拍等）、管道盖、板、壳体、板弹簧、后备箱罩或发动机罩、减震器、遮阳板、挡板以及管道、压力容器和储罐。
用聚异氰脲酸酯复合材料制造的部件对于许多应用而言不需要额外的涂漆步骤。通过直接向反应性树脂溶液中添加颜料，可以获得白色或黄色等明亮颜色而不变色；部件的高uv稳定性和抗风化强度使得例如在户外应用的情况下不需要保护性涂漆。这节省成本。此外不需要修补操作，其在由于外部影响而使这种保护层损坏和剥落的情况下是必需的，以便一方面防止与此相关的不美观外观和另一方面防止对基底的气候侵蚀。这另外节省了部件生命周期中的成本，并有助于使用这类部件的环境可持续性。
现在将通过实施例更详细阐明本发明。
一般细节：
除非另有说明，所有百分率数据基于重量百分率（重量％）。
目前进行实验时存在的25℃的环境温度称为rt（室温）。
各种原料的nco官能度在每种情况下通过计算确定或从原料的各自数据表中获得。
测量方法：
下文详述的用于确定相应参数的方法用于进行或评估实施例，并且通常也是用于确定根据本发明的相关参数的方法。
通过cie-lab测量测定黄化
在交联和冷却后，从模具中取出复合材料，并在材料的下部光滑面上进行测量。为此使用byk-gardnergmbh的颜色引导球旋转型色度计，其具有ciel*a*b系统标度、d/8°测量几何和d65/10°光源/观察器。所用的值对应于5次测量的算术平均值。
通过dsc测定tg值
玻璃化转变温度tg通过dsc（差示扫描量热法）用mettlerdsc12e（mettlertoledogmbh，giessen，德国）根据dinen61006测定。校准通过铟和铅的熔体起始温度进行。在标准胶囊中称出10mg物质。测量通过从-50℃至+200℃以20k/min的加热速度的三次加热和随后以320k/min的冷却速率的冷却进行。冷却通过液氮进行。使用的吹扫气体是氮气。给出的值在每种情况下基于第一加热曲线的评估，因为在所研究的反应体系中由于dsc中的热应力，在高温下的测量过程中样品可能变化。测定的玻璃化转变温度tg是玻璃化转变阶段的高度的一半时的温度。
测定肖氏硬度
肖氏硬度根据din53505借助于zwick3100肖氏硬度测试仪（来自zwick,德国公司）在23℃和50％空气湿度下测量。
测定耐候性
风化测试在来自atlasmaterialtestingtechnology公司的ci5000中进行。将样品以光滑面朝向氙灯放置到仪器中，并根据标准saej2527进行循环。在特定的时间间隔后，对裂缝、表面光泽和光滑度、外观和颜色变化进行目视检查。为了比较，在每种情况下也制造第二个样品，但没有风化，而是在室温和40％至70％相对空气湿度下保持在黑暗中并用作参考。
测定适用期
使用来自antonpaar公司的physicamcr51（板/板；剪切速率1s-1）在23℃下测量少量的包括添加的催化剂的反应性树脂材料的粘度。适用期是样品粘度翻倍时的时间。
实验测定成品聚异氰脲酸酯复合材料中的聚合物基质的氮含量
从聚异氰脲酸酯复合材料中小心地刮掉几毫克聚合物基质。其一部分在tga（1000℃）中在空气气氛下燃烧，不可燃的固体成分（纤维、无机填料）确定为残留物。然后在来自elementaramericasinc公司的varioelcube中用另一部分样品测定氮含量。由差异测定可以计算基质中的氮含量。
计算确定成品聚异氰脲酸酯复合材料中的聚合物基质的氮含量
氮含量被确定为存在于聚合物基质中来自有机材料，即来自异氰酸酯基团、具有氨基的有机添加剂、具有氮官能的芳族杂环等的所有氮原子的总和除以有机组分的总量并乘以100％。
原料
desmodurn3600是来自covestroag公司的hdi三聚体（nco官能度>3），其nco含量为23.0重量％。在23℃下的粘度为约1200mpas（dineniso3219/a.3）。
desmodurh是来自covestroag公司的hdi单体（nco官能团2），其nco含量为49.7重量％。在23℃下的粘度为约3mpas（dineniso3219/a.3）。
desmodurecon7300是来自covestroag公司的pdi三聚体（nco官能度>3），其nco含量为21.5重量％。在23℃下的粘度为约9500mpas（dineniso3219/a.3）。
desmoduri是来自covestroag公司的ipdi单体（nco官能团2），其nco含量为37.5重量％。在23℃下的粘度为约10mpas（dineniso3219/a.3）。
desmodurw是来自covestroag公司的h12mdi单体（nco官能团2），其nco含量为31.8重量％。在23℃下的粘度约为30mpas（dineniso3219/a.3）。
聚乙二醇400的来源为acros公司，其纯度>99重量％。
三乙二醇的来源为acros公司，其纯度>99重量％。
乙酸钾的来源为acros公司，其纯度>99重量％。
命名为910a-10p的短玻璃纤维由owenscorning提供，并且呈约4.5mm长度的束形式。单根纤维的直径为0.01毫米。
除催化剂外的所有原料在使用前在真空中脱气，另外干燥多元醇。
制备催化剂
在室温下，在peg400（95.0g）中搅拌乙酸钾（5.0g）如此之久，直至全部溶解。以此方式，获得乙酸钾在peg400中的5重量％溶液，并且无需进一步处理即用作催化剂。
制造聚异氰脲酸酯复合材料
除非另有说明，为了制造聚异氰脲酸酯复合材料，首先通过在25℃下在来自hauschild公司的speedmixerdac150.1fvz中以2750min-1混合相应异氰酸酯组分60-300秒而制备多异氰酸酯组合物。然后在室温下将其与催化剂混合（speedmixer）。随后，首先加入十分之一量的玻璃纤维。将整个物料在来自hauschild公司的speedmixerdac150.1fvz中以2750min-1混合60至300秒，在此过程中将短玻璃纤维束剥离并且全部形成浆状物料。然后加入剩余量的玻璃纤维，并将该物料在speedmixer中以2750min-1再次混合约60秒。
随后，将混合物施加到模具（金属盖，直径约6cm，高度约1cm）中并在炉中固化。在此使用以下加热程序：在desmoduri或w存在下，在180℃下30分钟；其它所有在160℃下30分钟。
用于制造聚异氰脲酸酯复合材料的本发明实施例
实施例1
如上所述，将desmodurn3600（40.0g）与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为6.71。适用期大于5小时。在风化测试中，1000小时后，在目视检查中未发现表面或颜色的变化。
实施例2
如上所述，将desmodurn3600（36.0g）和desmodurh（4.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（30.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为6.39。
实施例3
如上所述，将desmodurn3600（36.0g）和desmodurh（4.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为6.77。适用期大于5小时。在风化测试中，1000小时后，在目视检查中未发现表面或颜色的变化。tg为117℃。
实施例4
如上所述，将desmodurn3600（40.0g）与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（30.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为6.40。适用期大于5小时。
实施例5
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmodurecon7300（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为7.89。适用期大于5小时。在风化测试中，1000小时后，在目视检查中未发现表面或颜色的变化。
实施例6
如上所述，将desmodurn3600（20.0g）和desmodurecon7300（20.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为7.60。适用期大于5小时。tg为124℃。
实施例7
如上所述，将desmodurh（5.0g）和desmodurecon7300（45.0g）的混合物与催化剂（1.00g）混合，引入短玻璃纤维（25.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为7.4。适用期大于180分钟。在风化测试中，9000小时后，在目视检查中未发现表面或颜色的变化。
实施例8
如上所述，将desmodurn3600（32.0g）和desmodurw（8.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（40.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值小于7。
实施例9
如上所述，将desmodurn3600（32.0g）和desmoduri（8.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（40.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值小于7。
用于制造聚异氰脲酸酯复合材料的非本明实施例
对比例1
如上所述，将desmodurn3600（36.0g）和desmodurh（4.0g）的混合物与催化剂（0.012g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。将混合物置于160℃的炉中30分钟。这一时间后，物料仍然发粘并且不硬，即交联反应不完全。该材料未经进一步分析。
对比例1表明低于或等于0.03重量％量的催化剂浓度不足以在短时间内获得完全交联的聚异氰脲酸酯塑料。
对比例2
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmodurh（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，引入短玻璃纤维（20.0g）并将物料压入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b值为8.27。适用期大于5小时。
对比例2表明，在超过20重量％的单体含量的情况下，测得的b值明显升高，这意味着该部件的颜色外观变差并且发生不希望的副反应。
没有纤维状填料的聚异氰脲酸酯材料的非本发明实施例
除非另有说明，为了制造不含纤维的聚异氰脲酸酯材料，首先通过在25℃下在来自hauschild光束的speedmixerdac150.1fvz中以2750min-1混合相应异氰酸酯组分60-300秒而制备多异氰酸酯组合物。将其在室温（rt）下与催化剂混合（speedmixer）。随后，将混合物施加到模具（金属盖，直径约6cm，高度约1cm）中并在炉中固化。在此使用以下加热程序：在desmoduri或w存在下，在180℃下30分钟；所有其它在160℃下30分钟。
对比例3
如上所述，将desmodurn3600（36.0g）和desmodurh（4.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为9.16。
对比例4
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmodurh（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为9.44。
对比例5
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmodurecon7300（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为9.80。适用期大于180分钟。
对比例6
如上所述，将desmodurn3600（20.0g）和desmodurecon7300（20.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为11.72。适用期大于180分钟。
对比例7
如上所述，将desmodurh（20.0g）与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。当加热时，反应以剧烈和高度放热的方式进行并形成烟雾。所得产物是起泡的棕色至深棕色多孔材料，其未经进一步分析。
对比例8
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmodurw（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为13.3。
对比例9
如上所述，将desmodurn3600（30.0g）和desmoduri（10.0g）的混合物与催化剂（0.80g）混合，并将物料倒入模具中。固化后，将块从模具中取出，用比色计测量光滑的反面。测得的b*值为19。
实验表明，与不含纤维的聚异氰脲酸酯材料相比，来自实施例1至7的本发明聚异氰脲酸酯复合材料具有明显更低的黄化（更低的黄色值或b值）。这意味着与不含纤维的聚异氰脲酸酯材料相比，本发明聚异氰脲酸酯复合材料的反应完的聚异氰脲酸酯基质材料在强烈的反应条件下受到的损坏小得多或没有损坏。此外，具有这里使用的催化剂浓度的反应性树脂混合物表现出大于30分钟的适用期，同时具有快速交联时间，这非常接近于一定程度上的单组分体系并且能够非常容易实际操作。因此，可以省去如在双组分体系的情况下必要的复杂且昂贵的计量装置。这应为工业中有效利用纯的纤维增强聚异氰脲酸酯复合材料铺平道路。