[發明專利]基于多異氰酸酯的各向異性復合材料

在審

• 申請號: 201780057901.6
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN109715691A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: H.霍克;A.克特;D.阿克滕;D.阿德雅恩;B.雷克斯曼;N.賴登巴赫
• 申請（專利權）人: 科思創德國股份有限公司
• 主分類號: C08G18/48
• 分類號: C08G18/48;B29C70/52;C08J5/04;C08G18/79
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 段菊蘭;萬雪松

本發明涉及新穎的各向異性復合材料及其制備方法。該復合材料基于多異氰酸酯的交聯，并且特征在于良好的天候老化穩定性。

本發明涉及新穎的各向異性復合材料及其制備方法。該復合材料基于多異氰酸酯的交聯，并且特征在于良好的天候老化穩定性和簡單的制備方法。

通常，用于纖維增強復合材料的聚合物基質材料是不飽和聚酯(UP)和聚乙烯基(VP)樹脂、環氧化物、甲基丙烯酸甲酯、己內酰胺、己內酯以及最近還有芳族聚氨酯(PU)體系。這些已知的聚合物基質材料在復合材料中具有耐天候老化性不足的缺點，并因此在室外使用時通常必須涂覆有耐天候老化性涂料。在一些情況下，此類涂覆操作與相當大的復雜性和成本相關，因為耐天候老化性涂料層通常僅不佳地粘附在纖維增強復合材料的表面上，尤其當在制備組件時已使用分離劑的時候。此外，組件的維護是必要的，以便消除保護層中可能的破壞位點，并因此防止在下面的復合材料上的侵害。因此，提供具有良好的固有天候老化穩定性的復合材料是合意的。

具有聚異氰脲酸酯結構組分的聚合物主要以其良好的熱穩定性和耐化學性為人所知。特別地，基于脂族異氰酸酯的聚異氰脲酸酯另外地具有非常良好的天候老化穩定性。但是，二異氰酸酯的完全三聚以產生聚異氰脲酸酯塑料是難以監控的。出于該原因，脂族聚異氰脲酸酯迄今為止通常僅作為涂料和粘合劑化學中的聚氨酯體系的交聯劑找到實際應用，其制備涉及在低轉化率下停止三聚反應并去除過量的未反應的單體二異氰酸酯。因此，DE 31 00 263；GB 952 931、GB 966 338；US 3 211 703、US 3 330 828、EP 0 056 159 B1和DE 32 19 608 A1設想在從脂族和混合脂族和芳族單體二異氰酸酯出發制備基于聚異氰脲酸酯的交聯劑時，在稀釋條件下(in dilution)或在非常精確的溫度控制下僅達到低轉化率值來進行反應。在此明確地不形成完全交聯的聚異氰脲酸酯塑料，僅形成低粘度的低聚的、可溶性產物。

Theo Flipsen的論文：Design,synthesis and properties of new materialsbased on densely crosslinked polymers for polymer optical fibre and amplifierapplications,Rijksuniversiteit Groningen,2000描述了使用釹/冠醚絡合物作為催化劑的單體HDI的三聚。在該論文的上下文中檢查了所獲得的聚異氰脲酸酯(據說其具有良好的光學、熱學和力學性質)用于光學應用(尤其作為聚合物光纖)的合適性。根據Flipsen，僅在具有可溶性釹/冠醚催化劑以及60℃或室溫下的初期反應和隨后在高達140℃的溫度下的反應的理想條件下，經大于24h的長時間段才能獲得具有140℃的玻璃化轉變溫度(Tg)的高透明度聚異氰脲酸酯。所述方法的缺點在于它是具有復雜的反應機制的緩慢的多階段過程，其不能在拉擠成型方法中實施。此外，用作催化劑的釹/冠醚絡合物非常昂貴，并因此在工業規模的工藝中使用是不經濟的。

European Polymer Journal,第16卷,147-148(1980)描述了單體二異氰酸酯在40℃的低溫下的非常緩慢的催化三聚，以產生清澈透明的聚異氰脲酸酯塑料。但是，出于該目的，需要非常高的二丁基二甲氧基錫(作為三聚催化劑)的催化劑濃度(約10重量％)，并且這些對于產物的熱穩定性和顏色穩定性具有嚴重的不良影響。未檢查(examine)玻璃化轉變溫度(Tg)和耐熱性。未測定固體材料內的游離異氰酸酯基團的含量。僅測定了室溫下的拉伸剪切強度，并且其顯示相對較低的值。其它的二異氰酸酯，例如IPDI、TDI或MDI不產生固體。其中所述的至少18小時的長反應時間在實際應用中是不利的，并阻止了這些材料尤其用于作為例如拉擠成型的特征的連續制造過程。關于European Polymer Journal,第14卷,675-678(1978)中描述的方法，情形是類似的。