利用脲二酮按热固性方式交联的复合材料半成品和由其制备的模塑件和基于羟基官能化(甲基)丙烯酸酯的直接制备的模塑件的制作方法与工艺

文档序号:11733241阅读:261来源:国知局
本发明涉及储存稳定的聚氨酯预浸料坯的制备方法,和由其制备的模制品(复合材料组件)。通过将(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯聚合物、羟基官能化(甲基)丙烯酸酯单体和/或羟基官能化(甲基)丙烯酸酯聚合物与脲二酮材料并另外与加速自由基聚合反应的芳族胺混合以制备所述预浸料坯或组件。按照已知的方法将这种混合物或溶液施加到纤维材料,例如碳纤维、玻璃纤维或聚合物纤维上,并在室温或更高的温度下借助于引发剂,例如过氧化二苯甲酰使之聚合。代替胺加速和随后的用引发剂的固化,也可以使用其它已知的室温固化体系,例如过马来酸酯体系。在聚合,例如在室温下或在最高到80℃下的聚合后,形成可以随后还进行成型的热塑性塑料或热塑性预浸料坯。然后可以通过升高的温度,用已经存在于体系中的脲二酮使羟基官能化丙烯酸酯成分交联。以此方式可以制备尺寸稳定的热固性材料或交联的复合材料组件。

背景技术:
呈预浸料坯形式的纤维增强的材料已经用于许多工业应用,因为它们与可选的湿铺叠技术相比便于处理并提供增加的加工效率。此种体系的工业用户不但要求更快的循环时间和更高储存稳定性(甚至在室温下),而且要求按尺寸切割预浸料坯的可能性,而没有发生在个体预浸料坯层的自动化的按尺寸切割和铺叠期间切削工具被经常发粘的基体材料污染。各种成型方法,例如反应转移模塑(RTM)方法包括将增强纤维引入模具,闭合模具,将可交联的树脂配制剂引入模具和随后使树脂交联(通常经由输入热量)。这种类型的方法的限制之一是,较难以将增强纤维置于模具中。纺织物或铺网无纺织物的各个层必须按尺寸切割并对于不同的模具几何形状加以适应性调节。这可能既是耗时的又是复杂的,尤其是在模制品还旨在包含泡沫芯或其它芯的场合。在此将合乎需要的是采用简单的处理和现有变形可能性的可预成型的纤维增强材料。现有技术在交联性基体体系的领域内,除了聚酯、乙烯基酯和环氧树脂体系以外还存在一系列特殊化树脂。这些还包括聚氨酯树脂,它们由于其韧性、损坏耐受性和强度而尤其用于经由拉挤成型方法制备复合材料异型材。经常提及的缺点是所使用的异氰酸酯的毒性。然而,环氧树脂体系和其中使用的固化剂组分的毒性也是受批评的。尤其对于已知的敏化和过敏而言就是这样的情况。基于环氧树脂体系的预浸料坯和由其制备的复合材料例如在WO98/50211、EP309221、EP297674、WO89/04335和US4,377,657中进行了描述。WO2006/043019描述了制备基于环氧树脂-聚氨酯粉末的预浸料坯的方法。还已知基于粉末状热塑性塑料作为基体的预浸料坯。WO99/64216描述了预浸料坯和复合材料和它们的制备方法,其中使用具有足够小以可实现个体纤维包覆的聚合物颗粒的乳液。所述颗粒的聚合物的粘度是至少5000厘泊,并且它们是热塑性塑料或是交联性聚氨酯聚合物。EP0590702描述了用于制备预浸料坯的粉末浸渍体系,其中所述粉末由一种混合物组成,该混合物由热塑性塑料和反应性单体或预聚物形成。WO2005/091715同样描述了热塑性塑料用于制备预浸料坯的应用。同样已知的还有具有基于双组分聚氨酯(2C-PU)的基体的预浸料坯。所述2C-PU类别主要包括传统的反应性聚氨酯树脂体系。其原则上是由两种分开的组分组成的体系。所述一种组分的决定性成分总是多异氰酸酯,例如聚合物型亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI),而所述第二组分中的决定性成分是多元醇或,在更新的发展中,还有氨基-或胺-多元醇混合物。仅在即将加工之前将这两部分彼此混合。然后经由聚加成进行化学固化,形成由聚氨酯或聚脲构成的网络。双组分体系在这两种成分混合后具有有限的加工时间(搁置时间,适用期),因为开始的反应导致粘度的逐渐增加并最终导致体系的凝胶化。许多影响变量在此决定体系的可加工性的有效时间:反应物的反应性,催化,浓度,溶解性,水分含量,NCO/OH之比和环境温度是最重要的[对此参见:Lackharze[涂料树脂],Stoye/Freitag,Hauser-Verlag1996,第210/212页]。基于这种类型的2C-PU体系的预浸料坯的缺点是,仅有短的时间可利用用于加工预浸料坯以获得复合材料。这种类型的预浸料坯因此不是经数小时储存稳定的,更别提是经数天储存稳定的。除了不同的粘结剂基础,湿固化性涂料在其组成和其性能方面都基本上对应于类似的2C-体系。原则上使用相同的溶剂、颜料、填料和助剂。这些体系不同于2C-涂料之处在于,出于稳定性原因,它们在它们的应用之前不耐受任何丝毫的湿气。DE102009001793.3和DE102009001806.9描述了储存稳定的且基本上由A)至少一种纤维性基材和B)作为基体材料的至少一种反应性粉末状聚氨酯组合物组成的预浸料坯的制备方法。这里该体系还可以包含聚(甲基)丙烯酸酯作为共粘结剂或多元醇组分。DE102010029355.5中使用直接熔体浸渍方法将这种组合物导入纤维材料。DE102010030234.1中通过用溶剂预处理达到这一点。这些体系的缺点是,高熔体粘度或使用在此期间必须除去的溶剂,或还有可能在毒理学方面带来缺点。

技术实现要素:
目的鉴于现有技术,本发明的目的是提供新的预浸料坯技术,该技术可以实现提供制备可没有问题地处理,即没有毒性的预浸料坯体系的更简单方法。本发明的目的尤其是提供制备预浸料坯的方法,其与现有技术相比可以实现显著增加的存储稳定性和/或加工时间(搁置寿命,适用期)。另外,预浸料坯的处理相对于现有技术应改进,或至少是相当的。为了制备预浸料坯,将会是有利的是:如果未交联的基体材料的制剂的粘度足够低以确保用足够体积比例的纤维在复合材料组件的制备期间将纤维性基材湿润,其中触变性能也可能是有利的,由此可以防止树脂流动离开垂直的组件区段。目的的达到利用(甲基)丙烯酸酯树脂与脲二酮的新型组合达到了所述目的。本发明这种体系的优点是,制备可成型的热塑性半成品/预浸料坯,它们在复合材料组件的制备期间在另一个步骤中以热固性方式交联。起始配制剂是液体并因此适合于浸渍纤维材料而无需添加溶剂。所述半成品在室温下储存稳定。所得模塑件的耐热变形性与其它聚氨酯体系相比提高。它们具有比常见的环氧树脂体系高的挠性。这种类型的基体还可以设计为耐光牢度的并且它们因此用于制备碳面层部分(Sichtcarbonteilen)而无需另外的涂层。令人惊奇地发现,可以通过使用反应性(甲基)丙烯酸酯树脂和异氰酸酯组分的上述组合制备储存稳定的充分浸渍的反应性复合材料半成品。所得复合材料半成品具有至少相同于或甚至好于现有技术中的那些的加工性能,其可以用于制备用于在建筑工业、汽车工业、航空航天工业和能源技术(风力发电系统)领域和造艇和造船中的各种各样应用的高性能复合材料。可以根据本发明使用的反应性组合物是环境友好的,廉价的,并且具有良好的机械性能,可容易地加工并在固化后具有良好的耐候性,例如具有硬度与挠性之间平衡的比例。对于本发明目的,术语“复合材料半成品”与术语“预浸料坯”和“有机板材”作为同义词使用。预浸料坯一般是热固性复合材料组件的前体。有机板材通常是热塑性复合材料组件的相应的前体。特别地,经由基本上由以下组分组成的新型复合材料半成品达到所述目的:A)至少一种纤维性基材和B)至少一种反应性或高反应性聚合物组合物作为基体材料。这里的聚合物组合物基本上由具有羟基、胺基和/或硫醇基的(甲基)丙烯酸酯基树脂组分1,包含引发剂或促进剂的树脂组分2和包含经内部封端和/或经用封端剂封端的二或多异氰酸酯的异氰酸酯组分组成。这里的树脂组分1包含20-70重量%的单体和10重量%-50重量%的预聚物。尤其优选的是,树脂组分1与异氰酸酯组分的数量比例是90∶10-50∶50。非常尤其优选的是,树脂组分1和异氰酸酯组分彼此按满足以下条件的比例存在:对于树脂组分1的每个羟基,异氰酸酯组分的脲二酮基团和/或外部封端的异氰酸酯基的数目是0.3-1.0,优选0.6-0.9,尤其优选0.45-0.55个。至于树脂组分1和2,存在两个不同的实施方案。在第一个实施方案中,树脂组分1至少由以下组分组成:0重量%-30重量%的交联剂,30重量%-60重量%的单体,1重量%-40重量%,优选5-40重量%,尤其优选10-40重量%的预聚物,0重量%-5重量%的促进剂和任选的其它助剂。基于树脂组分1的量,树脂组分2同时包含0.5-7.0重量%的引发剂,优选过氧化物。在第二个实施方案中,树脂组分1至少由以下组分组成:0重量%-30重量%的交联剂,30重量%-60重量%的单体,1-40重量%,优选5-40重量%,尤其优选10-40重量%的预聚物,0.5-7.0重量%的引发剂,优选过氧化物,和任选的其它助剂。在这个实施方案中,基于树脂组分1的量,树脂组分2同时包含0.1重量%到5重量%的促进剂。在这两个实施方案中,引发剂优选是过氧化二月桂酰,过马来酸酯和/或过氧化二苯甲酰,促进剂是芳族取代的叔胺。在树脂组分1中任选地还可以含有0重量%-20重量%,优选最多至15重量%的尿烷(甲基)丙烯酸酯。根据本发明使用的聚合物组合物提供在低粘度下非常好的流平并因此提供良好的浸渍能力和在固化状态下优异的耐化学品性。通过脂族交联剂(例如IPDI或H12MDI)的使用和根据本发明使用官能化聚(甲基)丙烯酸酯还附加达到良好的耐候性。根据本发明的复合材料半成品另外在室温条件下是储存非常稳定的,一般稳定数周,甚至数月。它们因此可以在任何时候进一步加工而获得复合材料组件。这是与现有技术中的体系的主要区别,现有技术中的体系是反应性的并且不是储存稳定的,因为在施加后它们立即开始反应,例如生成聚氨酯,并因此交联。能储存的复合材料半成品然后可以在后续时间点进一步加工而获得复合材料组件。通过根据本发明的复合材料半成品的应用实现了纤维性基材的非常好的浸渍,这由以下导致:包含异氰酸酯组分的液态树脂组分非常有效地润湿基材的纤维,其中通过聚合物组合物的预先均化避免了聚合物组合物暴露到热应力中(这可能导致第二交联反应的开始),并且还省去研磨和筛分以获得单个的粒度级分的工艺步骤,从而可实现经浸渍的纤维性基材的更高收率。根据本发明的复合材料半成品的另一个显著的优点是,本发明方法中不要求高温,如在熔体浸渍方法中或粉末状反应性聚氨酯组合物的初始烧结中至少是短时必需的。方法本发明不但提供复合材料半成品或预浸料坯,而且提供制备所述复合材料半成品或预浸料坯并将其进一步加工以获得模制品或复合材料组件的方法。所述方法由以下工艺步骤组成:I.制备包含树脂组分1和2和异氰酸酯组分的反应性组合物,各自根据随后的描述,II.根据随后的描述用得自I.的组合物直接浸渍纤维性基材,III.使所述树脂组分固化,IV.成型以获得随后的模制品和V.使所述异氰酸酯组分固化。工艺步骤I可以例如通过使所述三种组分简单地一起搅拌而进行。一旦已经将树脂组分1和2结合后,就应将其在工艺步骤II.中在45min内,优选在30min内,尤其优选在15min内进一步加工。工艺步骤II,浸渍,通过用工艺步骤I中制备的配制剂浸湿纤维、纺织物或铺网无纺织物进行。浸渍优选在室温下进行。工艺步骤III.直接地在工艺步骤II.之后进行。可以将温度提高至最高80℃而加速固化。在此必须小心保证温度低于工艺步骤V所需要的温度。根据本发明制备的复合材料半成品/预浸料坯在工艺步骤III或IV后在室温下具有非常高的储存稳定性。根据存在的反应性聚氨酯组合物而定,这在室温下是至少一些天。复合材料半成品一般在等于或小于40℃的温度下储存稳定数周,以及在室温下甚至储存稳定数年。这样所制备的预浸料坯不发粘并因此能非常好地处理和进一步加工。根据本发明使用的反应性或高反应性聚氨酯组合物因此在纤维性基材上显示非常好的粘附和分布。在工艺步骤IV.中,根据需要,这样制备的复合材料半成品/预浸料坯可以结合并按尺寸切割以获得不同的形状。特别地,为了将多个复合材料半成品合并为一个单一的复合材料并在最终将基体材料交联成基体之前,进行按尺寸切割,任选地进行缝合或以其它方式进行固定。在工艺步骤V.中,进行复合材料半成品的最终固化而获得模制品,其交联以得到热固性材料。这经由涉及树脂组分1的羟基与异氰酸酯组分的热固化进行。对于本发明目的,根据固化时间而定,由预浸料坯制备复合材料组件的该过程当使用反应性基体材料(变型I)时在大于大约160℃的温度下进行,或当使用配备合适的催化剂的高反应性基体材料(变型II)时在大于100℃的温度下进行。在工艺步骤V中,可以在适合的模具中在压力下并任选地施加真空下将复合材料半成品压制。在通常条件下,例如用DBTL催化,自160℃起,通常自大约180℃起,使根据本发明使用的反应性聚氨酯组合物固化。根据本发明使用的反应性聚氨酯组合物提供非常好的流平并因此提供良好的浸渍能力和在固化状态下显示优异的耐化学品性。当使用脂族交联剂(例如IPDI或H12MDI)时,还额外达到良好的耐候性。借助根据本发明使用的高反应性的并因此在低温下固化性的异氰酸酯组分,在100-160℃的固化温度下不但可以节省能量和固化时间,而且可以使用许多热敏性的基材。对于本发明目的,高反应性(变型II)是指包含脲二酮基团的根据本发明使用的聚氨酯组合物在100-160℃的温度下固化,更确切地说取决于基材的性质。所述固化温度优选是120-150℃,尤其优选130-140℃。根据本发明使用的聚氨酯组合物的固化时间在5-60分钟内。基材复合材料半成品中的基材材料的特征在于,所述纤维性基材绝大部分由玻璃,碳,塑料,例如聚酰胺(芳族聚酰胺)或聚酯,天然纤维,或矿物纤维材料例如玄武岩纤维或陶瓷纤维组成。所述纤维性基材呈由以下物质制成的纺织品片材形式:无纺织物,网眼产品,针织物和编结物(Gestricke),非网眼结构,例如纺织物、铺网无纺织物(Gelege)或编织物(Geflechte),它们呈长纤维材料或短纤维材料形式。详细地,存在以下实施方式:本发明中的纤维性基材由纤维性材料(经常也称作增强纤维)组成。组成所述纤维的任何材料一般都是适合的,但是优选使用由玻璃,碳,塑料,例如聚酰胺(芳族聚酰胺)或聚酯,天然纤维或矿物纤维材料例如玄武岩纤维或陶瓷纤维(基于铝的氧化物和/或硅的氧化物的氧化物类纤维)构成的纤维性材料。还可以使用纤维类型的混合物,例如由芳族聚酰胺纤维和玻璃纤维,或碳纤维和玻璃纤维构成的纺织物组合。还可以用由不同的纤维性基材制成的预浸料坯制备杂化复合材料组件。玻璃纤维是最常用的纤维类型,主要因为它们较廉价。原则上,所有类型的玻璃基增强纤维在此都是适合的(E玻璃、S玻璃、R玻璃、M玻璃、C玻璃、ECR玻璃、D玻璃、AR玻璃或中空玻璃纤维)。碳纤维一般用于高性能复合材料,其中另一个重要因素是密度低于玻璃纤维,然而同时强度高。碳纤维是由含碳起始材料构成的工业制备的纤维,该含碳起始材料经由热解转化成呈石墨状形式排列的碳。区分为各向同性和各向异性类型:各向同性纤维仅具有低强度并具有较低工业重要性;各向异性纤维显示高强度和刚性,同时显示低的断裂伸长率。天然纤维在此是指从植物和动物材料获得的任何纺织品纤维和纤维材料(例如木纤维、纤维素纤维、棉纤维、大麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、剑麻纤维、竹纤维)。芳族聚酰胺纤维具有负热膨胀系数,即当加热时变得更短,碳纤维也类似地是这样。芳族聚酰胺纤维的比强度和它们的弹性模量显著地低于碳纤维的那些。与基体树脂的正膨胀系数相结合地,还可以制造尺寸稳定的组件。芳族聚酰胺纤维复合材料的抗压强度显著地小于碳纤维增强的塑料。芳族聚酰胺纤维的已知的商标是得自DuPont的和或得自天津的和尤其适合且优选的是由玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维或陶瓷纤维构成的基材。纤维性材料是纺织品片材。适合的是由无纺织物构成的纺织品片材;同样还有所谓的网眼产品,例如针织物和编结物,但是还有非网眼结构例如纺织物、铺网无纺织物或编织物。另外区分为作为基材的长纤维材料和短纤维材料。粗纱和纱线根据本发明是同样适合的。所提及的所有材料对于本发明目的都适合作为纤维性基材。增强纤维的概述参见″CompositesTechnologien″[复合材料技术],PaoloErmanni(第4版),讲义手稿,ETHZürich,2007年8月,第7章。异氰酸酯组分经用封端剂封端或经内部封端(脲二酮)的二和多异氰酸酯用作异氰酸酯组分。根据本发明使用的二和多异氰酸酯可以由任何所需芳族、脂族、脂环族和/或(环)脂族二和/或多异氰酸酯组成。可能的二和多异氰酸酯以及用于其外部封端的反应物的列表参见DE102010030234.1。在第一个实施方案中,根据本发明使用的多异氰酸酯已经外部封端。为此可以考虑使用外部封端剂,实例可以参见DE102010030234.1。IPDI加合物是优选使用的固化剂组分,它们包含异氰脲酸酯基团和ε-己内酰胺封端的异氰酸酯结构。优选的封端剂是选自乙酰乙酸乙酯、二异丙胺、甲基乙基酮肟、丙二酸二乙酯、ε-己内酰胺、1,2,4-三唑、酚或取代的酚和/或3,5-二甲基吡唑的那些。在第二个优选的实施方案中,存在带有内部封端的异氰酸酯组分。内部封端经由经脲二酮结构形成二聚物而进行,它们在升高的温度下再次裂解回初始存在的异氰酸酯结构,并因此引发与粘结剂的交联。包含脲二酮基团的多异氰酸酯是熟知的并例如描述在US4,476,054、US4,912,210、US4,929,724和EP417603中。使异氰酸酯二聚获得脲二酮的工业上相关的方法的综述在J.Prakt.Chem.336(1994)185-200中给出。异氰酸酯转化为脲二酮的反应一般在可溶的二聚反应催化剂,例如二烷基氨基吡啶、三烷基膦、磷酰三胺或咪唑存在下进行。所述反应(任选在溶剂中但是优选在没有溶剂的情况下进行)在达到所需转化率时通过添加催化剂毒物终止。然后通过短程蒸发分离除去过量的单体异氰酸酯。如果催化剂是足够挥发性的,则可以在单体分离除去过程中从反应混合物中除去催化剂。在这种情况下,可以省去催化剂毒物的添加。原则上,存在宽范围的异氰酸酯适合于制备包含脲二酮基团的多异氰酸酯。可以使用上述二和多异氰酸酯。对于外部封端的异氰酸酯的实施方案和对于脲二酮的实施方案两者都优选选自任何所需脂族、脂环族和/或(环)脂族二和/或多异氰酸酯的二和多异氰酸酯。根据本发明使用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二异氰酸酯基二环己基甲烷(H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯(MPDI)、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯/2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)和降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)。非常尤其优选使用IPDI、HDI、TMDI和H12MDI,在此还可以使用异氰脲酸酯。对于基体材料,非常尤其优选使用IPDI和HDI。包含脲二酮基团的这些多异氰酸酯转化为包含脲二酮基团的固化剂a)的反应包括游离NCO基团与包含羟基的单体或聚合物,例如聚酯、聚硫醚、聚醚、聚己内酰胺、聚环氧化物、聚酯酰胺、聚氨酯或低分子量二、三和/或四醇作为扩链剂和任选的单胺和/或一元醇作为链终止剂的反应,并已经经常被描述(EP669353、EP669354、DE3030572、EP639598或EP803524)。具有脲二酮基团的优选的固化剂a)具有小于5重量%的游离NCO含量和3-25重量%,优选6-18重量%的脲二酮基团含量(作为C2N2O2,分子量84计算)。优选聚酯和单体二醇。固化剂除了脲二酮基团之外还可以具有异氰脲酸酯结构,缩二脲结构,脲基甲酸酯结构,尿烷结构和/或脲结构。异氰酸酯组分可以任选地额外包含0.1-5.0重量%的催化剂。它们是有机金属催化剂,例如二月桂酸二丁基锡(DBTL)、辛酸锡、新癸酸铋或叔胺,例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷,按0.001-1重量%的量。根据本发明使用的这些反应性聚氨酯组合物在通常条件下,例如采用DBTL催化下,自160℃开始,通常自大约180℃开始固化。所述异氰酸酯组分在40℃以下以固体形式存在并且在125℃以上以液体形式存在。所述异氰酸酯组分可以任选地包含从聚氨酯化学已知的其它助剂和添加剂。至于包含脲二酮的实施方案,所述异氰酸酯组分具有少于5重量%的游离NCO含量并具有3-25重量%的脲二酮含量。所述实施方案的异氰酸酯组合物还可以包含0.1-5重量%,优选0.3-2重量%的至少一种选自具有卤素、氢氧根、醇化物或有机或无机酸阴离子作为抗衡离子的季铵盐,优选四烷基铵盐,和/或季盐的催化剂,和0.1-5重量%,优选0.3-2重量%的至少一种选自至少一种环氧化物和/或至少一种乙酰丙酮合金属和/或乙酰丙酮季铵和/或乙酰丙酮季的助催化剂。与(助)催化剂有关的所有数量数据基于所述基体材料的整个配制剂。DE102010030234.1给出了催化剂的实例。所述催化剂可以单独添加或以混合物形式添加。优选使用苯甲酸四乙基铵和氢氧化四丁基铵。异氰酸酯组分还可以额外包含0.1-5.0重量%的至少一种助催化剂。所使用的助催化剂一方面是环氧化物。在此可以考虑使用例如缩水甘油醚和缩水甘油酯、脂族环氧化物和基于双酚A的二缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油酯。这种类型的环氧化物的实例是异氰脲酸三缩水甘油酯(TGIC,商品名ARALDIT810,Huntsman),由对苯二甲酸二缩水甘油酯和偏苯三酸三缩水甘油酯形成的混合物(商品名ARALDITPT910和912,Huntsman),叔羧酸的缩水甘油酯(商品名KARDURAE10,Shell),3,4-环氧基环己基甲基-3’,4’-环氧基环己烷羧酸酯(ECC),基于双酚A的二缩水甘油醚(商品名EPIKOTE828,Shell),乙基己基缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚,季戊四醇四缩水甘油醚(商品名POLYPOXR16,UPPCAG),此外还有其它具有游离环氧基的Polypox类型。还可以使用混合物。优选使用ARALDITPT910和912。另选,乙酰丙酮合金属也可以考虑用作助催化剂。它们的实例是乙酰丙酮合锌、乙酰丙酮合锂和乙酰丙酮合锡,它们单独或以混合物形式使用。优选使用乙酰丙酮合锌。此外可以考虑使用的助催化剂是乙酰丙酮季铵或乙酰丙酮季DE102010030234.1给出了它们的实例。尤其优选使用乙酰丙酮四乙基铵和乙酰丙酮四丁基铵。当然还可以使用这些催化剂的混合物。根据所使用的反应性或高反应性异氰酸酯组分和任选添加的催化剂的组成而定,可以实现不但复合材料组件制备期间的交联反应速率而且基体的性能都在宽范围内变化。所述异氰酸酯组分还可以任选地包含从聚氨酯化学已知的其它助剂和添加剂。树脂组分根据本发明使用的树脂组分是基于甲基丙烯酸酯并由第一和第二树脂组分组成的双组分反应性树脂。根据本发明使用的第一树脂组分具有以下组成:-20重量%-70重量%,优选30重量%-60重量%,更优选30重量%-40重量%单体,优选(甲基)丙烯酸酯和/或可与(甲基)丙烯酸酯共聚合的组分,-10重量%-50重量%,优选15重量%-40重量%预聚物,和-0重量%-5重量%促进剂。另外,还可以任选存在其它组分。作为助剂和添加剂,还可以使用调节剂、增塑剂、稳定剂和/或抑制剂。另外,可以添加染料、填料、湿润剂、分散剂、流平助剂、粘合促进剂、UV稳定剂、消泡剂和流变学添加剂。第一树脂组分尤其可以包含以下附加的成分:-0重量%-30重量%交联剂,优选选自二甲基丙烯酸酯,-0重量%-20重量%的尿烷(甲基)丙烯酸酯。对于本发明决定性的是,树脂组分1的单体和/或预聚物含有官能团。作为这样的官能团适合的是羟基、氨基和/或硫醇基,它们与得自异氰酸酯组分的游离异氰酸酯基或脲二酮基团进行反应而加成,并因此额外被交联和固化。树脂组分1在此具有10-100mg,优选20-500mg,更优选20-150mgKOH/g的OH值。官能团的量尤其经选择满足对于树脂组分中的每个官能团,在异氰酸酯组分中存在0.6-2.0个异氰酸酯当量或0.3-1.0,优选0.45-0.55个脲二酮基团。第二树脂组分由包含一种或多种引发剂的混合物组成。相对于第一树脂组分,在此涉及0.1重量%-10重量%,优选0.5重量%-7重量%,更优选1重量%-5重量%的引发剂。一般而言,将第二树脂组分中的过氧化物与稀释剂,例如与邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸二丁酯、油或其它增塑剂掺混。充当聚合引发剂的尤其是过氧化物或偶氮化合物。在某些情况下,使用不同引发剂的混合物可能是有利的。优选可使用的是无卤过氧化物,例如过马来酸酯、过氧化二月桂酰、过氧化二苯甲酰、过辛酸叔丁酯、过氧化二(叔丁基)(DTBP)、过氧化二(叔戊基)(DTAP)、过氧2-乙基己基碳酸叔丁基酯(TBPEHC)及在高温下分解的其它过氧化物作为自由基引发剂。尤其优选的引发剂是过氧化二月桂酰或过氧化二苯甲酰。含引发剂的反应性树脂组分的氧化还原引发剂体系的一个特定的实施方案是过氧化物和促进剂,更尤其是胺的组合,其一般存在于树脂组分1中。作为所述胺可以提及,例如,芳族取代的叔胺,例如,更具体地说,N,N-二甲基-对甲苯胺、N,N-双(2-羟乙基)-对甲苯胺或N,N-双(2-羟丙基)-对甲苯胺。根据本发明的反应性树脂可以含有至多7重量%,优选至多5重量%,非常优选至多3重量%的促进剂。在双组分树脂体系的一个备选的实施方案中,促进剂存在于第二组分中,例如存在于稀释剂中,并且引发剂,例如,过氧化物,是本发明反应性树脂的成分。反应性树脂中存在的单体是选自以下的化合物:(甲基)丙烯酸酯,例如含1-40个C原子的直链、支链或脂环族醇的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯或(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。适合作为单体混合物的成分的还有含另外的官能团的额外的单体,例如α,β-不饱和一元羧酸或二元羧酸,实例是丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸;丙烯酸或甲基丙烯酸与二元醇的酯,实例是(甲基)丙烯酸羟乙酯或(甲基)丙烯酸羟丙酯;丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺;或(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯。单体混合物的其它适合的成分是,例如,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯或甲硅烷基官能的(甲基)丙烯酸酯。除上述(甲基)丙烯酸酯之外,单体混合物还可以含有可与上述(甲基)丙烯酸酯并利用自由基聚合而共聚合的其它不饱和单体。它们尤其包括1-链烯或苯乙烯。根据本发明的反应性树脂的一种任选的成分是交联剂。它们尤其是多官能甲基丙烯酸酯例如(甲基)丙烯酸烯丙酯。尤其优选的是二或三(甲基)丙烯酸酯例如,1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。在每种特定情况下,合适地根据所需技术功能和待湿润的基材材料而选择单体的在比例和组成方面的组成。反应性树脂的单体比例在此在20重量%-70重量%,优选30重量%-60重量%,更优选30重量%-40重量%之间。树脂组分1是所谓的MO-PO体系。除了已描述的单体之外,这些体系还包含聚合物,为了在本专利范围中更好地区分而将它们称为预聚物,优选聚酯或聚(甲基)丙烯酸酯。这些用于改善聚合反应性能,机械性能,对基材材料的粘附,在基材材料采用树脂的加工或润湿中的粘度调节,此外还有对所述树脂的光学要求。反应性树脂在这种情况下的预聚物比例在10重量%-50重量%,优选15重量%-40重量%之间。不但所述聚酯而且所述聚(甲基)丙烯酸酯都可以具有用于促进粘附或用于在交联反应中的共聚的附加官能团,例如,呈双键形式。所述预聚物优选含有羟基、胺基或硫醇基团。所述聚(甲基)丙烯酸酯一般由与已经关于树脂体系中的单体方面列出的那些相同的单体组成。它们可以通过溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合或沉淀聚合获得,并且它们作为纯物质形式添加到体系中。所述聚酯是经由缩聚或开环聚合在本体中获得的,并且由对于这些应用而言已知的结构单元组成。所使用的调节剂可以是从自由基聚合已知的所有化合物。优选使用硫醇,例如正十二烷基硫醇。也可以使用常规UV稳定剂。UV稳定剂优选选自二苯甲酮衍生物、苯并三唑衍生物、噻吨酮酯(Thioxanthonat)衍生物、哌啶醇羧酸酯衍生物或肉桂酸酯衍生物。从稳定剂或抑制剂类中,优选使用取代的酚、氢醌衍生物、膦和亚磷酸酯。优选使用的流变学添加剂是多羟基羧酰胺、脲衍生物、不饱和羧酸酯的盐、酸性磷酸衍生物的烷基铵盐、酮肟、对甲苯磺酸的胺盐、磺酸衍生物的胺盐以及所述化合物的水溶液或有机溶液或混合物。已经发现尤其适合的流变学添加剂是基于热解法或沉淀法的、此外还任选地经硅烷化的、具有10-700nm2/g的BET表面积的氧化硅的那些。消泡剂优选选自醇,烃,链烷烃基矿物油,二醇衍生物,乙醇酸酯、乙酸酯和聚硅氧烷的衍生物。预浸料坯的其它成分复合材料半成品除了树脂组分1或2、基材材料和异氰酸酯组分之外还可以包含其它添加剂。例如可以添加总量为0.05-5重量%的光稳定剂,例如空间位阻胺,或其它助剂,例如EP669353中描述的那些。可以按占整个组合物的至多30重量%的量添加填料和颜料,例如二氧化钛。还可以添加添加剂例如流平剂,例如聚有机硅,或粘合促进剂,例如基于丙烯酸酯的那些,以制备根据本发明的反应性聚氨酯组合物。在根据本发明的复合材料半成品中可以任选地存在附加的催化剂用于第二固化。它们是有机金属催化剂,例如二月桂酸二丁基锡、辛酸锌、新癸酸铋或叔胺,例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷,按0.001-1.0重量%的量。根据本发明使用的这些反应性聚氨酯组合物在通常条件下,例如用DBTL催化,在自160℃开始的温度,通常在自大约180℃开始的温度下固化,并称作变型I。对于本发明目的,反应性(变型I)是指第二固化在自160℃开始的温度下(更确切地说根据基材类型而定)发生。第二固化在通常的条件下,例如用DBTL催化,自160℃开始,通常自大约180℃开始进行。第二固化的时间一般在5-60分钟内。本发明还提供预浸料坯,尤其是具有由玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维制成的纤维性基材的预浸料坯的应用。本发明还提供根据本发明制备的预浸料坯用于制备用于以下应用的复合材料的用途:在造艇和造船、航空航天技术、汽车构造中,用于两轮车辆,优选摩托车和自行车,在汽车、建筑、医学技术、运动、电气和电子工业、能量生成系统领域中,例如用于风力发电系统中的转子叶片。本发明还提供由根据本发明制备的复合材料半成品或预浸料坯制备的,并由至少一种纤维性基材和至少一种包含(甲基)丙烯酸酯树脂作为基体的交联的反应性组合物,优选交联的包含脲二酮基的反应性组合物构成的模制品或复合材料组件。
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