专利名称：用于制备包含颗粒填料的长纤维增强的聚氨酯的方法
用于制备包含颗粒填料的长纤维增强的聚氨酯的方法本发明涉及ー种制备长纤维增强的还包含颗粒填料的聚氨酷。用于制备用短切纤维增强的聚氨酯的方法正变得越来越普通。在一些实例中，这些方法代替现有技术，如增强的反应注射成型(RRM)和结构反应注射成型(SRM)，它们分别使用非常短的纤维或纤维垫以提供增强性。这些方法还允许增强的聚氨酯替代其他材料，例如SMC。这些方法非常适合用于制备包括展示表面的复合材料，该展示表面背面具有增强的聚氨酯结构层。这些复合材料例如可以用作汽车、卡车和多种类型的水上交通工具中的主体面板。在这些方法中，短切纤维与可固化聚氨酯组合物一起分散在模型上或模具上。聚氨酯组合物润湿纤维，且润湿的物质之后与模型或模具接触，在那里固化。有时候纤维以连续的粗纱形式应用于该方法中。在那种情况中，粗纱在用聚氨酯组合物润湿之前立刻短切为不连续的长度。在ー些方法中，将短切的纤维放置在与混合头紧邻的容器中，多元醇组合·物和多异氰酸酯组合物在其中混合以形成可固化的聚氨酯组合物。纤维和聚氨酯聚合物之后从混合头处较紧地分配在模型上。在其他情况中，纤维和聚氨酯组合物分别喷洒，但是相互喷洒到对方中，因此喷洒的纤维随着它们向模型或模具表面的行进而变得润湿。对于这些方法来说，循环时间是重要的，因为较短的循环时间可以产生较高的生产速率和较高的模具利用。期望的是尽可能的减少循环时间，使其与制备可接受品质的产品相一致。因此，期望模具上的固化时间尽可能的短。但是如果循环时间太短，聚氨酯组合物不会充分固化，这会导致玻璃化转变温度的损失和物理和/或热性能降低。有时候看到的特别的问题是当暴露于80到100°C的温度时，产品有起泡的倾向。这对于经历高操作温度的组分来说会是重大的问题，例如包围在汽车或水上交通工具发动机仓周围的那些组分。如果聚氨酯组合物中包含颗粒填料(除了纤维之外)，则这ー问题特别严重。起泡问题可以通过在模具上采用长的固化时间解决，或者通过后固化该组件解决，但是这些解决方案中的每ー个都不是经济可行的。因此还需要不要求在模具上长的固化时间或后固化该组件的解决方案。本发明涉及形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其包括多元醇组分和多异氰酸酯组分，其中多元醇组分包括至少ー种多元醇和至少ー种颗粒填料，且多异氰酸酯组分包括含氨基甲酸酯基团的MDI或聚合型MDI，其中(I)颗粒填料占可固化配制物的10到60wt%，且(2)固化的可固化组合物的交联点之间的计算分子量为约300到420。本发明还涉及用于制备成型的纤维增强聚氨酯或聚氨酯-脲复合材料的方法，其包括将用形成可固化的聚氨酯和/或聚脲的配制物润湿的纤维分散在模型或模具上，并且然后在模型上或模具中固化该可固化的配制物以形成用纤维增强的固化的聚氨酯或聚氨酷-脲聚合物，其中所述可固化的配制物通过混合包括至少ー种多元醇和至少ー种颗粒填料的多元醇组分和包括含氨基甲酸酯基团的MDI或聚合型MDI的多异氰酸酯组分而形成，且进ー步的，其中(I)颗粒填料占可固化配制物的10到60wt%，且(2)固化聚氨酯或聚氨酷-脲的交联点之间的计算分子量为约300到420。
用于这种方法中的聚氨酯组合物在模型或模具上快速的固化以形成纤维增强的聚氨酯或聚氨酷-服，其具有良好的物理和热性能，特别是当暴露于80到100°C范围内的温度时其具有耐起泡性。此外，该复合材料倾向于具有良好的表面外观。这些结果是令人惊奇的，因为MDI和/或聚合型MDI中氨基甲酸酯基团的存在通常对聚合物的交联密度有较少的影响或没有影响，这可以解释改进的耐起泡性。MDI和/或聚合物MDI中氨基甲酸酯基团的存在还对其反应性有很少的影响或没有影响。可固化的组合物包括多元醇组分和多异氰酸酯组分。多元醇组分包括ー种或多种以下更充分描述的多元醇物质。多异氰酸酯组分包括MDI或聚合
权利要求
1.一种形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其包括多元醇组分和多异氰酸酯组分，其中该多元醇组分包括至少一种多元醇和至少一种颗粒填料，且多异氰酸酯组分包括含氨基甲酸酯基团的MDI或聚合型MDI，其中(I)颗粒填料占可固化配制物的约10到60wt%，且(2)固化的可固化组合物交联点之间的计算分子量为约300到420。
2.权利要求I的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中所述多异氰酸酯组分包括有机硅表面活性剂。
3.权利要求I或2的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多元醇组分中的多元醇具有65到120的平均当量重量和2. 5到3. 2的官能度。
4.权利要求1、2或3的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多元醇组分包括O. 25到2wt%的水。
5.权利要求1、2、3或4的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多元醇组分包括润湿剂。
6.前述权利要求中任一项的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多异氰酸酯组分中的多异氰酸酯化合物总计具有25到30wt%的异氰酸酯含量和每分子2. 3到3. O个异氰酸酯基团的平均官能度。
7.权利要求6的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多异氰酸酯组分包括聚合型MDI和氨基甲酸酯改性的MDI的混合物。
8.权利要求6或7的形成双组分可固化聚氨酯或聚氨酯-脲的配制物，其中多异氰酸酯组分中3到25摩尔％的多异氰酸酯化合物是氨基甲酸酯改性的。
9.用于制备纤维增强的聚氨酯或聚氨酯-脲复合材料的方法，其包括将用形成可固化的聚氨酯和/或聚脲的配制物润湿的纤维分散在模型或模具上，并且然后在模型上或在模具中固化该可固化的配制物以形成用纤维增强的固化的聚氨酯或聚氨酯-脲聚合物，其中所述可固化的配制物通过混合包括至少一种多元醇和至少一种颗粒填料的多元醇组分和包括含氨基甲酸酯基团的MDI或聚合型MDI的多异氰酸酯组分形成，并且进一步地，其中(I)颗粒填料占可固化配制物的约10到60wt%，且(2)固化的多异氰酸酯或多异氰酸酯-脲的交联点之间的计算分子量为约300到420。
10.权利要求9的方法，其中多异氰酸酯组分包括有机硅表面活性剂。
11.权利要求9或10的方法，其中多元醇组分中的多元醇具有65到120的平均当量重量和2. 5到3. 2的官能度。
12.权利要求9-11中任一项的方法，其中多元醇组分包括O.25到2wt%的水。
13.权利要求9-12中任一项的方法，其中多元醇组分包括润湿剂。
14.权利要求9-13中任一项的方法，其中多异氰酸酯组分中的多异氰酸酯化合物总计具有25到30wt%的异氰酸酯含量和每分子2. 3到3. O个异氰酸酯基团的平均官能度。
15.权利要求14的方法，其中多异氰酸酯组分包括聚合型MDI和氨基甲酸酯改性的MDI的混合物。
16.权利要求14或15的方法，其中多异氰酸酯组分中3到25摩尔％的多异氰酸酯化合物是氨基甲酸酯改性的。
17.权利要求9-16中任一项的方法，其中可固化的组合物在模型上或模具中在50到120°C的温度下固化。
18.权利要求9-16中任一项的方法，其中将粉末涂层、模内油漆、热塑性膜或凝胶涂层组合物应用于模型或模具的表面，将润湿的纤维喷洒在所述粉末涂层、模内油漆、热塑性膜或凝胶涂层组合物上，或喷洒在应用在所述粉末涂层、模内油漆、热塑性膜或凝胶涂层组合物上部的另一层上，且使所述可固化的组合物固化形成包括固化的粉末涂层、模内油漆、热塑性膜或固化的凝胶涂层组合物层的多层结构。
19.权利要求18的方法，其中将润湿的纤维喷洒在粉末涂层、模内油漆或凝胶涂层组合物的层上，或将其喷洒在应用于所述粉末涂层、模内油漆或凝胶涂层组合物上部的另一层上，且可固化的组合物与粉末涂层、模内油漆和凝胶涂层组合物同时固化。
全文摘要
用除了纤维之外，还含有颗粒填料、例如碳酸钙的多元醇组合物制备纤维增强的聚氨酯结构体。选择该多元醇组合物和多异氰酸酯组合物以至于在它们的反应中形成的聚合物具有在交联点(Mc)之间的300到420的计算分子量。多异氰酸酯组分含有氨基甲酸酯改性的MDI和/或氨基甲酸酯改性的聚合型MDI。
文档编号C08G18/76GK102791757SQ201180014081
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月11日 优先权日2010年3月18日
发明者G.A.克隆布, G.卡萨格兰德, L.伯特塞利, P.迪纳 申请人:陶氏环球技术有限责任公司