[發(fā)明專利]纏繞工藝用聚氨酯樹脂、樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010852107.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN112062924B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞠明杰;成源;鄧軍發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京聚發(fā)新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/32;C08G18/50;C08G18/76;C08G18/75;C08G18/73;C08G18/10;C08J5/04;C08L75/08;C08K7/14;C08K7/06;C08K7/10
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 張超杰

本發(fā)明公開了一種纏繞工藝用聚氨酯樹脂、樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于樹脂合成、復(fù)合材料制備領(lǐng)域。包括如下步驟：（1）環(huán)氧基封端的氨基甲酸酯混合物的制備；（2）固化劑組份的制備；（3）將樹脂和固化劑按照一定的比例進(jìn)行混合以制備膠料，并置于纏繞設(shè)備的樹脂膠槽內(nèi)；（4）采用具有內(nèi)固化功能的纏繞設(shè)備，使得連續(xù)纖維通過膠槽與樹脂進(jìn)行充分混合后，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的方向和角度被纏繞至模具上，打開與模具芯棒連接的模溫機(jī)對(duì)模具加熱至指定溫度，完成制品的后固化；（5）脫模。本發(fā)明得到的樹脂膠料具有可操作時(shí)間長(zhǎng)、力學(xué)性能好、無(wú)需另建加熱通道，所制備復(fù)合材料桿塔柔韌性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于樹脂合成、復(fù)合材料制備領(lǐng)域，尤其是一種纏繞工藝用聚氨酯樹脂、樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

纏繞工藝是將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維（或布帶、預(yù)浸紗）等按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后經(jīng)固化、脫模，獲得制品。現(xiàn)有適用于纏繞工藝的樹脂多為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂和不飽和樹脂等，如江蘇恒神公司的專利CN105219046A。一方面上述樹脂基本都存在環(huán)保問題，如酚醛樹脂中的甲醛、乙烯基樹脂和不飽和樹脂中的苯乙烯；另一方面使用上述樹脂制備的復(fù)合材料脆性大、撓度小，不適用于大型桿塔如電網(wǎng)電桿、通信信號(hào)塔的使用。為解決上述問題，巴斯夫公司推出環(huán)保性和柔韌性更優(yōu)異的聚氨酯型纏繞樹脂，陶氏公司也在專利CN108368279A中公開了一種聚氨酯纏繞樹脂的制備方法。這些技術(shù)采用的主要是常規(guī)的雙組份聚氨酯樹脂，可操作性時(shí)間在25℃下約30-40min，對(duì)生產(chǎn)小型管道或桿塔具有積極的作用。

大型纏繞管道及桿塔要求樹脂可操作時(shí)間至少在60min以上，而上述雙組份聚氨酯樹脂不能滿足此要求，因此有必要開發(fā)一種既能解決環(huán)氧、酚醛、乙烯基和不飽和樹脂等存在環(huán)保和力學(xué)性能缺陷問題，又能解決聚氨酯樹脂可操作時(shí)間短的問題的新樹脂。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種纏繞工藝用聚氨酯樹脂、樹脂/纖維復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決背景技術(shù)中所涉及的問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種纏繞工藝用聚氨酯樹脂的制備方法，包括如下步驟：將二元環(huán)氧樹脂升溫至100℃～120℃抽真空除水0.5～2小時(shí)，在80℃～140℃范圍內(nèi)，按照環(huán)氧基和羧基摩爾比為（1.5～2.4）:1的比例，加入小分子單羧基化合物和一定量催化劑，反應(yīng)0.5～4小時(shí)，得到同時(shí)含有羥基和環(huán)氧基的化合物，按照異氰酸酯基和羥基摩爾比為1:（0.8～1.5）的比例，常溫下加入異氰酸酯化合物，繼續(xù)反應(yīng)6～10小時(shí)，得到環(huán)氧基封端的氨基甲酸酯混合物。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述的二元環(huán)氧樹脂為乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚中的一種或幾種的混合物；所述的小分子單羧基化合物為醋酸、丙酸、丁酸及戊酸中的一種。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述的催化劑為對(duì)甲基苯磺酸、三苯基膦和三乙胺中的一種；

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述的催化劑的量為反應(yīng)體系總重量的0.1-1%。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述的異氰酸酯為聚合二苯基甲烷二異氰酸酯（聚合MDI）、2,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯（TDI）、異佛爾酮二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯（HDI）、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯（HMDI）中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供一種纏繞工藝用聚氨酯樹脂，基于上述纏繞工藝用聚氨酯樹脂的制備方法得到環(huán)氧基封端的氨基甲酸酯混合物。

本發(fā)明還提供一種樹脂/纖維復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、環(huán)氧基封端的氨基甲酸酯混合物的制備：