r>[0069] 选择添加剂以使得它们不会参与与异氰酸酯的反应或副反应,至少不在交联反应 的时间段内。
[0070] 在本发明的上下文中的反应延迟剂理解为是指减慢0H与NC0基团之间的反应的 物质。酸性作用的化合物适于此目的,例如有机或无机羧酸、酰氯、酸性无机酸或其它酸性 有机化合物。应当以〇. 05重量%至3. 0重量%的量包含它们。
[0071] 按照本发明用作反应延迟剂的有机酸是例如具有2. 8至4. 5的pKs范围的那些, 如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、抗坏血酸、苯甲酸、邻羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、 2, 3-二羟基苯甲酸、2, 4-二羟基苯甲酸、3, 4-二羟基苯甲酸、水杨酸、己二酸、琥珀酸、苹果 酸、乙酰水杨酸、丙氨酸、β-丙氨酸、4-氨基丁酸、甘氨酸、乳酸、肌氨酸、丝氨酸。还有可能 使用甲酸,乙酸,一氯乙酸或二氯乙酸、2, 4-或2, 6-二氯苯基乙酸;磷酸、磷酸氢盐;具有羧 基或具有正磷酸根基团的聚合阳离子交换剂;氯化锂,4-甲苯磺酰基异氰酸酯或上述羧酸 的酰氯。
[0072] 还有可能单独或以混合物形式使用前述化合物作为添加剂。
[0073] 所述添加剂描述在例如 W0 99/55772,第 15-25 页和"Plastics Additives",R. Gjichter 和 H. Muller, Hanser Publishers 1983 中。
[0074] 为了制备按照本发明使用的2K-聚氨酯组合物I.,首先制备多元醇组分。为此目 的,可以将该液体多元醇混合,随后应当将任选固体的部分溶解在该混合物中。这还可以通 过加热来辅助。随后混入或分散助剂。在该过程中,水分含量应保持低;例如,水含量可以 通过使用干燥剂如沸石或通过在真空中干燥来降低。也可以将惰性助剂部分混入异氰酸酯 组分中。这两种组分在使用前分开贮存。为了使用,将这两种组分以本身已知的方式彼此混 合。为此,可以使用常见混合装置,其对本领域技术人员是公知常识。在这些组分混合后, 经软管将混合物转移到模具中。
[0075] 为了实现本发明的用途,按照本发明使用的2K-PU组合物I.在混合形式下具有 30至3000 mPas的粘度,其在20至80°C的温度下测得。更特别地,粘度应为100至1500 mPas,优选低于1000 mPas,其在40至80°C下测得。在这种情况下,可以在该温度下施用 2K-PU组合物。该粘度应当在混合后立即测定;由于交联反应的启动,该粘度慢慢提高。
[0076] 该组合物I.具有50至160°C、尤其70至120°C的玻璃化转变温度(Tg)(通过DSC, DIN 11357 测得)。
[0077] 该复合材料的制造,即复合材料组件的制造,可以如下进行:通过引入模具来施用 该组合物I.。该模具应例如以定向的形式含有上述纤维材料。根据本发明,首先以分批方 式或连续方式,将组分B、Cl、C2和任选的D混合。随后,将组分B、Cl、C2和任选的D的混 合物与组分A混合。随后立即将该液体混合物引入到封闭的模具中。纤维材料已经包含于 模具中并排列在所需位置中。本发明的组合物可以借助真空或压力引入该模具中。在此过 程中,应注意选择流速以使纤维材料之间的空气或气体能够逸出。在另一种操作方式中,含 有该纤维材料的模具用薄膜覆盖,并在边缘处真空密封封闭。该模具具有孔口,经此可以向 该模具施加负压。通过该负压导致本发明的混合物均匀地抽吸到该模具中。在这种操作方 式中有利的是,可以通过负压避免可能的气泡夹带。这种类型的灌注方法原则上是本领域 技术人员已知的。
[0078] 本发明还提供了所述复合材料,尤其是具有由玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤 维制成的纤维状载体的复合材料的用途。
[0079] 本发明尤其还提供了按照本发明制造的复合材料在造艇和造船中、在航空航天技 术中、在汽车制造中,用于两轮车辆,优选摩托车和脚踏车,在汽车、建筑、医疗技术和体育 行业、电气和电子工业、发电设备中,例如用于风力发电机中的转子叶片的用途。
[0080] 本发明还提供了按照本发明制造的复合材料组件,其由至少一种纤维状载体和至 少一种交联的反应性组合物形成。
[0081] 本发明还提供了通过以下方法步骤获得的复合材料: I. 制造反应性组合物,其包含: A) 至少一种有机二异氰酸酯和/或多异氰酸酯, 和 B) 至少一种具有至少一个对NC0基团为反应性的官能团的化合物, 其中A)的NC0基团和B)的官能团的比为1:2至2:1 ; C) 催化剂混合物,其包含: C1)至少一种钛化合物 和 C2)至少一种铋化合物 其中 C1:C2 比为 100:1 至 1:100 ; D) 任选的添加剂; 其中A) -D)的量总计为100重量%, II. 用来自I.的组合物直接浸渍纤维状载体, III. 成型以获得模制品, 和 IV. 固化该反应性组合物I。
【具体实施方式】
[0082] 该复合材料通过以下方法由聚氨酯基质和纤维来制造:在30°C下混合组分B、C1 和C2以及任选的D,将该混合物加热至80°C并借助高速搅拌器将其与同样在80°C下预热 的组分A混合。随后,将该混合物放置到压力容器中并在60°C下加热。该压力容器通过软 管连接到封闭的金属模具(内部尺寸320X320X2毫米)。将该金属模具预热至90°C并用该 纤维材料填充。该模具的腔室为2毫米。该基质体系在4巴下由该压力容器灌注到该模具 中。在3分钟后,灌注结束。该材料在该模具中在90°C下固化40分钟。随后脱模。
[0083] 测定该纤维增强片材的表观层间剪切强度(ILSF,描述在DIN EN ISO 14130中)作 为纤维-基质-粘附力的量度。当其低于50 MPa时,表观层间剪切强度低。当其为50至 58 MPa时其为中等高。当表观层间剪切强度为58 MPa或更大时,则实现了纤维与基质之间 特别良好的粘附力。
[0084] 通过使100份异氰酸酯组分(表1)和27份多元醇组分(表2)反应来获得该聚氨 酯基质。实施例中使用的催化剂的对应于商品名的化学名称列示在表3中。各个实施例包 括物理和化学性质列示在表4和5中。
[0085] 表1 :异氰酸酯组分的组成
[0086] 表2 :多元醇组分的组成^
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[0087] 表3 :实施例中使用的物质的商品名细节
[0088] 表4 :本发明的实施例
[0089] 表5:对比例
【主权项】
1.通过以下方法步骤制造复合材料的方法:1. 制备反应性组合物,其包含: A) 至少一种有机二异氰酸酯和/或多异氰酸酯, 和 B) 至少一种具有至少一个对NCO基团为反应性的官能团的化合物, 其中A)的NCO基团和B)的官能团的比为1:2至2:1 ; C) 催化剂混合物,其包含: C1)至少一种钛化合物 和 C2)至少一种铋化合物 其中 C1:C2 比为 100:1 至 1:100 ; D) 任选的添加剂; 其中A) -D)的量总计为100重量%, II. 用来自I.的组合物直接浸渍纤维状载体, III. 成型以获得模制品, 和 IV. 固化所述反应性组合物I。2. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于使用选自芳族、脂族、环脂族 和/或(环)脂族二异氰酸酯和/或多异氰酸酯的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯A),其中异 氰脲酸酯也是可用的。3. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于单独或以混合物形式使用异 佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、单独或异构体混合物形式的4, 4 二异氰酸根 合二环己基甲烷、2, 4 二异氰酸根合二环己基甲烷和2, 2 二异氰酸根合二环己基甲 烷,2-甲基戊烷二异氰酸酯、2, 2, 4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯或2, 4, 4-三甲基六亚甲基 二异氰酸酯及其混合物、降冰片烷二异氰酸酯。4. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于使用的化合物B)是具有2至 4个官能团的化合物。5. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于使用的化合物B)是具有选自 OH-、NH2-、NH-、SH-、CH-酸性基团的官能团的化合物。6. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于使用的化合物B)是具有至少 两个醇基和/或氨基的化合物。7. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于使用选自以下物质的化合物 B): 1,2-乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丁二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、2_(乙 基氨基)乙胺、3-(甲基氨基)丙胺、3-(环己基氨基)丙胺、4, 4'-二氨基二环己基甲烷、 异佛尔酮二胺、4, 7-二氧杂癸烧-1,10-二胺、N-(2-氨基乙基)_1,2-乙二胺、N-(3-氨基 丙基)_1,3-丙二胺、N, Ν' ' -1,2-乙烧二基双(-1,3-丙二胺)、己二酸二酰肼、二乙二胺、 三乙四胺、四乙五胺、五乙六胺、二亚丙基三胺、肼、1,3-和-1,4-苯二胺、4, 4'-二苯基甲烷 二胺、二氨基二环己基甲烷、六亚甲基二胺、三丙酮二胺、氨基官能的聚氧化乙烯、聚氧化丙 稀、 来自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷-1-磺酸的盐的加合物、可以还带有一个或多个 烷基的六亚甲基二胺、二仲二胺或伯/仲二胺,其例如由相应的二伯二胺通过与羰基 化合物的反应和随后的氢化或通过将二伯二胺加成到丙烯酸酯上或马来酸衍生物上获得。8. 如权利要求1所述的制造复合材料的方法,其特征在于单独或以混合物形式使用下 列胺作为组分B): 脂族胺,其选自多亚烷基多胺,二乙三胺、三乙四胺、三甲基六亚甲基二胺、2-甲基-戊 二胺; 聚氧化丙稀二胺、聚氧化丙稀二胺、1,13-二氨基-4,