CN102036798A - 用于生产柔性聚氨酯凝胶涂层的双组分组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双组分组合物用于生产用于环氧树脂和乙烯酯复合物的柔性聚氨酯凝胶涂层的用途，所述双组分组合物包含多元醇组分、聚异氰酸酯组分和作为填料的热解制备的二氧化硅，所述热解制备的二氧化硅已用六甲基二硅胺烷(HMDS)进行疏水化处理并随后借助球磨进行了结构改性。

Description

用于生产柔性聚氨酯凝胶涂层的双组分组合物
技术领域
本发明涉及双组分组合物(two-component composition)用于生产用于环氧树脂和乙烯酯复合物的柔性聚氨酯凝胶涂层(gelcoat)的用途，所述双组分组合物包括多元醇组分和聚异氰酸酯组分。本发明还涉及复合物的生产方法、和复合物。
背景技术
复合物(实例是纺织和/或无纺玻璃纤维织物/网幅和环氧树脂/乙烯酯树脂的复合物)的表面往往相对不引人注意，此外对光和气候也不稳定。因此，它们需要表面涂层。环氧树脂/乙烯酯树脂复合物在被涂布前，它们必须经过磨光和填充，因为对复合物的直接表面涂布会伴有纤维的直立。另一个备选方法是使用凝胶涂层。
凝胶涂层是可涂布于复合结构的模具以产生光滑的组件表面，同时也生产吸引人的(在适当时)光稳定和气候稳定的表面的树脂体系。在模内(in-mould)方法的情况下，在混合了其活性组分后，在处理时间(适用期)内将凝胶涂层树脂体系作为第一层引入模具内。凝胶化后获得的层具有充分的机械稳定性，在涂布合成树脂(例如环氧树脂或乙烯酯树脂)和(在适当时)有机或无机网幅或织物(例如纺织玻璃纤维织物或无纺玻璃纤维网幅)时不受损害。相似的说明适合注塑方法和涂布湿层叠物时，也适合预浸料坯的涂布。
为了保证(i)合成树脂(环氧树脂和/或乙烯酯树脂)和(ii)凝胶涂层之间的充分粘合，用合成树脂涂布必须在凝胶涂层树脂体系的层叠时间内进行。随后，合成树脂和凝胶涂层树脂体系完全固化。
在本发明说明书的内容中，适用下列术语定义：
-层叠时间是从进入模具的凝胶涂层膜达到消粘状态开始的时间段，在该时间段内凝胶涂层膜必须被层叠，以仍然保证凝胶涂层和层叠物之间的充分粘合。
-适用期是从两个活性组分的混合开始直到反应混合物凝胶化的时间段。适用期结束后，反应混合物将无法加工。
-消粘时间是从均匀的，初始混合的反应混合物涂布于模具表面直到涂布的膜达到消粘状态的时间段。
-凝胶时间是直到反应混合物凝胶化而测量的时间，如E-DIN VDE0291-2(VDE 0291-Part 2)：1997-06，9.2.1节中所述。
所使用的凝胶涂层树脂体系是，例如，基于自由基固化树脂(比如，例如，不饱和聚酯(UP)、乙烯酯或丙烯酸酯封端的低聚物)的制剂。在和UP合成树脂(UP复合材料)有关的涂布中，这些树脂体系具有可靠的处理并显示和多种合成树脂的良好粘合(和复合材料的粘合)，因为，由于在内凝胶涂层表面的固化反应，这些反应被大气氧抑制，边界层仅在涂布了合成树脂之后固化。然而，许多基于UP的市售凝胶涂层不显示充分的光泽稳定性且趋向于粉化并形成发丝裂缝。基于UP的凝胶涂层的其它劣势是不可避免的单体排放，在固化过程中经常非常严重的收缩，这导致复合物/凝胶涂层边界的应力，由此导致边界的稳定性差，以及和基于环氧树脂(EP树脂)或乙烯酯树脂(VE树脂)的复合物相比一般粘合差。
对于和EP复合材料有关的涂布，可以例如使用EP凝胶涂层(实例是那些来自SP体系的凝胶涂层)。和UP凝胶涂层相比，EP凝胶涂层显示和EP复合材料好很多的粘合。EP凝胶涂层也含有不挥发的单体，因此从职业卫生的角度来看比大部分含苯乙烯的UP凝胶涂层更少引起反对。然而，EP凝胶涂层的劣势是：
-对混合比不精确的容忍低，在特定情况下可能在固化的凝胶涂层中导致变色(discoloration)和机械抗性严重降低，
-固化反应高度放热，仅允许小批量尺寸，
-固化反应非常迅速，
-气候稳定性不足，
-热黄化稳定性非常差，
-玻璃化转变温度通常高(70℃，来自SP体系的凝胶涂层)，因此材料在显著低于玻璃化转变温度的操作温度下脆，和
-具有一些黄化稳定性的EP树脂的价格高。
因此，对于需要高光稳定性和气候稳定性的应用，原则上优选基于脂肪族聚氨酯的表面涂层。然而，在PU凝胶涂层的制剂中，必须记住多元醇和聚异氰酸酯的常规混合物仅当反应在非常发展的阶段才凝胶化。然而，在那时，反应能力大大受限，因此PU凝胶涂层对用于复合材料的合成树脂的粘合大大受限(即消粘时间相对长，而层叠时间相对短)。使用这类常规产品从处理的角度来看会困难，且就凝胶涂层/合成树脂粘合而言不可靠。
市售脂肪族PUR凝胶涂层(来自Relius Coatings或Bergolin)通常具有相对低的玻璃化转变温度(＜40℃)。因此，和EP凝胶涂层相比，它们较不脆且可在低于80℃的固化温度下使用，并可用液体环氧树脂层叠。这些产品通常含有活性稀释剂，比如聚己内酯，例如，其在通常的固化条件下不完全被反应消耗，于是充当增塑剂。因此，脱模后即刻，产品非常柔软(断裂伸长约25％)。然而，随着时间过去，它们变脆，推测起来是增塑剂损失的结果，因此它们的断裂伸长跌至原始数值的大约一半。在显著高于PUR凝胶涂层的最大可实现玻璃化转变温度Tg的固化温度，即＞80℃的温度下，这些产品在脱模后经常显示凹痕形式的表面缺陷。这大大限制可以使用这样的产品的固化温度范围。
为了缩短制造环氧层叠物时的操作循环次数，特别是环氧预浸料坯用于层叠结构时，常使用超过80℃的固化温度。当层叠物就热变形抗性而言受到确切要求时这也是必要的。当用于固化温度＞80℃的操作时，典型的PUR凝胶涂层在组件脱模后经常显示凹痕形式的表面缺陷。为此，在＞80℃的固化温度使用PUR凝胶涂层的可能性受限，且这样的使用经常需要昂贵和不便的后续工作以使组件表面光滑。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供用于基于聚氨酯的凝胶涂层树脂体系的组分，该凝胶涂层树脂体系不具有所述缺点。用于凝胶涂层树脂体系的组分应该：
-得到相对长的层叠时间，同时具有足够混合和引入模具的适用期，具有相对短但足够成膜的凝胶时间和消粘时间，
-易于处理(即不需要另外的用于热涂布和/或喷涂的设备)，
-得到凝胶涂层和合成树脂之间的有效粘合(特别对于环氧树脂，具有长层叠时间)，
-产生光稳定和气候稳定且不趋向于形成发丝裂缝的凝胶涂层，
-即使在80℃和130℃之间的固化温度下也产生无凹痕的光滑的组件表面，和
-不昂贵。
为此目的，实际上，具有高交联密度的聚氨酯凝胶涂层原则上尤其合适。高交联密度以使用高官能度多元醇为先决条件。然而，使用高官能度多元醇必然伴有非常短的层叠时间。因此本发明的另一目的在于提供用于柔性聚氨酯凝胶涂层的组分，一方面生产具有高交联密度的凝胶涂层，同时另一方面使层叠时间延长。
该目的通过将双组分组合物用于生产用于合成树脂复合物的柔性聚氨酯凝胶涂层而实现，所述双组分组合物包括：
A)多元醇组分，其包括
A1)一种或多种低分子量多元醇，其分子量为160到600g/mol，羟基浓度为5到小于20mol羟基每千克所述低分子量多元醇，
A2)一种或多种较高分子量多元醇，其平均官能度＞＝2，羟基浓度小于5mol羟基每千克所述较高分子量多元醇，和
A3)一种或多种光稳定的芳香胺，和
B)聚异氰酸酯组分，其包括一种或多种聚异氰酸酯，其中所述多元醇组分包括作为填料的热解制备的二氧化硅，所述二氧化硅已用六甲基二硅胺烷(HMDS)进行疏水化处理并随后借助球磨进行了结构改性，所述合成树脂包括环氧树脂和/或乙烯酯树脂且在接触时未固化或不完全固化。
本发明特别基于下列发现：可将光稳定的芳香胺加入多元醇组分以生产聚氨酯凝胶涂层，从本发明的多元醇组分和聚异氰酸酯组分制备的混合物在生产聚氨酯凝胶涂层的情况下具有特别良好的处理性质，此外可以生产特别光稳定的凝胶涂层。本发明的固化的凝胶涂层优选具有超过65的Shore D硬度(根据DINEN ISO 868测定)，在23℃的断裂伸长优选大于3％，更优选大于5％，特别是大于10％(根据ASTM-D-522测定)，且在复合材料中产生和环氧树脂和乙烯酯树脂的优良的粘合。合适的环氧树脂和乙烯酯树脂都是市售材料。本领域技术人员能够根据复合材料的应用而选择合适的环氧树脂和乙烯酯树脂。
固化的复合材料在合成树脂/聚氨酯凝胶涂层边界的粘合强度超过层叠树脂的断裂强度；换言之，在模具粘附强度试验(pull-off test)中，合成树脂层叠物或合成树脂中存在粘合破裂(cohesive fracture)。
合成树脂包括环氧树脂和/或乙烯酯树脂，即为基于环氧树脂和/或乙烯酯树脂的合成树脂。在一个优选的实施方案中，合成树脂是环氧树脂和/或乙烯酯树脂，在一个特别优选的实施方案中，合成树脂是环氧树脂。
当生产了复合材料，即和凝胶涂层接触时，所使用的合成树脂未固化或不完全固化。优选地，聚氨酯凝胶涂层在和合成树脂接触时(优选在合成树脂涂布时)不完全固化。这表示在和合成树脂接触的凝胶涂层中(优选在合成树脂涂布时)，优选地，异氰酸酯基和羟基形成氨基甲酸酯基的反应仍未完全结束。在所有实施方案中，优选包括纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅或纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布的合成树脂，所使用的合成树脂特别优选为预浸料坯，更特别为具有纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅或纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布的环氧预浸料坯，或注射树脂(injection resin)。
特别优选在模内方法(in-mould process)中使用双组分组合物，其中聚氨酯凝胶涂层部分固化但仍未完全固化，且合成树脂在和凝胶涂层接触时未固化或不完全固化。在该应用中，合成树脂优选部分固化但尚不完全固化，特别包括增强材料，比如纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅或纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布。
当双组分组合物在凝胶涂层引入和部分凝胶化(部分固化)后用于注塑方法时，将增强材料插入模具(mould)中，用膜密封充满增强材料的腔体，并排空增强材料内的中空空间。随后在吸力下将预混合(例如2-组分)的合成树脂(即注射树脂)吸入真空室然后完全固化。在本实施方案中，优选的增强材料同样是纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅或纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布。
1.多元醇组分
根据本发明使用的多元醇组分的特征在于它包括至少一种相对低分子量和相对高羟基浓度cOH的多元醇。由于低分子量多元醇(或，在适当时，两种、三种、四种等低分子量多元醇)，在多元醇组分和聚异氰酸酯组分的反应开始时(在足够的适用期和可以接受的凝胶时间后)即形成非常致密的网孔网络，该网络保证凝胶化的凝胶涂层所需的机械稳定性。
低分子量多元醇
根据本发明，“低分子量多元醇”定义为分子量为160到600g/mol(优选为180到500g/mol，更优选为200到450g/mol，更特别为200到400g/mol)，羟基浓度为5到小于20mol羟基每千克低分子量多元醇的多元醇。羟基浓度cOH优选在6到15，更优选为9到11mol羟基每千克低分子量多元醇的范围内。
根据本发明在原则上适合作为低分子量多元醇的是所有常用于制备聚氨酯的直链或带支链的多元醇，实例是聚醚多元醇(比如聚氧乙烯或聚氧丙烯)、聚己内酯多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸酯多元醇和/或基于二聚脂肪酸的多元醇，和它们的混合物。实例是下列低分子量多元醇：
-基于丙烯酸酯的多元醇，其摩尔质量为184g/mol，官能度为约2.3，且羟基含量为12.5mol/kg，
-聚醚多元醇，其摩尔质量为181g/mol，官能度为3，且羟基含量为约16.5mol/kg，和
-三羟甲基丙烷和聚己内酯的反应产物，其摩尔质量为303g/mol，官能度为3，且羟基含量为约10mol/kg。
其它优选的低分子量多元醇如下(表1)：
表1
  平均摩尔质量   羟基浓度cOH(mol/kg)
  聚己内酯二醇   400   5
  聚己内酯三醇   300   10
  聚酯多元醇   400   5
  聚氧化亚丙基三醇   435   6.9
  聚氧化亚丙基三醇   200   15.6
  聚氧化亚丁基二醇   250   8
基于多元醇组分的成分A1、A2和A3的总质量，低分子量多元醇的比例(即所有低分子量多元醇的和在多元醇组分中的比例)优选在2％到60％的范围内，更优选为5％到50％，更特别为10重量％到45重量％，比如20重量％到40重量％，特别优选32重量％到38重量％的比例。
较高分子量多元醇
在根据本发明使用的多元醇组分中存在的较高分子量多元醇原则上可以是任何常用于制备聚氨酯的多元醇，实例是聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、基于来自脂肪化学的原料(比如，例如，二聚脂肪酸，或天然油，比如例如蓖麻油)的多元醇。该多元醇的平均官能度必须＞＝2，羟基浓度小于5，优选为1到4.99，更优选为2到4，更特别为2.5到3.8mol羟基每千克。
成分A1和A2包含根据本发明使用的多元醇组分中存在的所有多元醇；换言之，出于本说明书的目的，不是上面定义的低分子量多元醇的多元醇通常认为是较高分子量多元醇。优选的较高分子量多元醇的分子量超过600到8000，优选超过600到6000，更特别优选超过600到4000的较高分子量多元醇。
合适的较高分子量多元醇描述于例如所述DE-T-690 11 540。优选的较高分子量多元醇是通过环氧丙烷和/或环氧乙烷在具有OH基团且官能度为2到8的低分子量起始化合物上的加聚而形成的聚醚多元醇(聚氧化亚烷基化合物)。
其它典型的较高分子量多元醇是由二羧酸和官能度为2到4的低分子量多元醇的酯缩合产物构成的聚酯多元醇，或由二醇、三醇或四醇制备的聚己内酯，优选羟基浓度在6到15mol/kg较高分子量聚酯多元醇的范围内，优选为8到12mol羟基每千克的那些较高分子量聚酯多元醇。由于多元醇组分的较高分子量多元醇(或在适当时两种、三种、四种等较高分子量多元醇)，保证了可以获得足够长的层叠时间。这对于实现和复合物的合成树脂的有效粘合是重要的。
特别优选的较高分子量多元醇如下：-基于丙烯酸酯的多元醇，其摩尔质量为606g/mol，官能度为约2.3，且羟基含量为3.8mol/kg，
-聚醚多元醇，其摩尔质量为803g/mol，官能度为3，且羟基含量为约2.5mol/kg，和
-三羟甲基丙烷和聚己内酯的反应产物，其摩尔质量为909g/mol，官能度为3，且羟基含量为约3.3mol/kg。
举例来说，基于多元醇组分的成分A1，A2和A3的总质量，较高分子量多元醇(即所有较高分子量多元醇的和)在多元醇组分中的比例在80％到5％的范围内，优选为60％到5％，更优选为80％到10％，更特别为25重量％到10重量％。在一个优选的实施方案中，多元醇组分没有脂肪族二羧酸。
低异氰酸酯反应活性的光稳定的芳香胺
合适的光稳定的芳香胺公开于例如US-A-4 950 792、US-A-6 013 692、US-A-5 026 815、US-A-6 046 297和US-A-5 962 617。
优选的光稳定的芳香胺的特征是，所述芳香胺的甲苯溶液(胺在甲苯中为20重量％)，在23℃和等摩尔量的NCO含量约5.2mol/kg，粘度在2750到4250mPas的范围内的低聚HDI异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯)的甲苯溶液(异氰酸酯在甲苯中为80重量％)混合，产生的凝胶时间超过30秒钟，优选超过3分钟，更优选超过5分钟，更特别地超过20分钟。
一个特别优选的光稳定的芳香胺的特征在于，所述芳香胺的甲苯溶液(胺在甲苯中为25重量％)，在23℃和等摩尔量的NCO含量约5.2mol/kg，粘度在2750到4250mPas的范围内的低聚HDI异氰酸酯混合，产生一混合物，将它涂布于惰性白色试验板并在强力空气烘箱中于80℃固化30分钟然后于120℃固化60分钟时，产生干膜厚度约20μm的涂层，该涂层在根据ASTM-G-53的300小时人工气候老化(4小时的UVB 313，4小时的冷凝)后的色变(shade change)Delta E(根据DIN 5033第4部分测量，并根据DIN6174评估)不超过50，优选不超过，更特别不超过40，比如不超过30。
根据本发明优选使用的光稳定的芳香胺是亚甲基二苯胺，尤其是4，4’-亚甲基二(2，6-二烷基苯胺)，优选为US-A-4 950 792中描述的非诱变(non-mutagenic)的亚甲基二苯胺。下表2列出的4，4’-亚甲基二(3-R1-2-R2-6-R3-苯胺)特别适合。
表2
4，4′-亚甲基二(3-R1-2-R2-6-R3-苯胺)
  R1   R2   R3
  Lonzacure M-DMA   H   CH3   CH3
  Lonzacure M-MEA   H   C2H5   CH3
  Lonzacure M-DEA   H   C2H5   C2H5
  Lonzacure M-MIPA   H   C3H7   CH3
  Lonzacure M-DIPA   H   C3H7   C3H7
  Lonzacure M-CDEA   Cl   C2H5   C2H5
根据本发明特别优选的光稳定的芳香胺是4，4’-亚甲基二(3-氯-2，6-二乙基苯胺)、Lonzacure M-CDEA。
基于多元醇组分的成分A1、A2和A3的总质量，光稳定的芳香胺在多元醇组分中的比例(即所有光稳定的芳香胺的和在多元醇组分中的比例)优选在0.1重量％到20重量％的范围内，优选为0.3重量％到10重量％，更优选为0.5重量％到5重量％，更特别为1重量％到3重量％。
此处优选无论多元醇组分还是聚异氰酸酯组分都不包括非光稳定的芳香胺的双组分组合物。
催化剂
催化剂促进多元醇组分和聚异氰酸酯组分之间的聚合反应。原则上，可以在多元醇组分中使用所有已知的用于聚氨酯的催化剂，优选为DE-T-690 11 540中公开的铅、铋和锡催化剂，以及，另外，强碱性的胺催化剂1，4-二氮二环[2.2.2]辛烷，以及锆化合物。
一种根据本发明特别优选用于多元醇组分的催化剂是二月桂酸二丁锡(DBTL)。
基于多元醇组分的总质量，根据本发明使用的多元醇组分可含有最多1％，更优选为0.05％到0.5％，特别是约0.3重量％的催化剂，例如0.3重量％。
填料
本发明的多元醇组分包括作为填料的热解制备的二氧化硅，所述二氧化硅借助于六甲基二硅胺烷(HMDS)经过疏水化，随后借助球磨进行了结构改性。
该热解制备(即气相)的二氧化硅从文件DE 196 16 781 A1已知。
该热解制备的，HMDS疏水化及球磨结构改性的二氧化硅可优选使用AEROSIL R 8200。
该二氧化硅具有下列物理化学参数：
Figure BPA00001257154200101
*工厂交货(ex works)
该二氧化硅已登记如下：
Figure BPA00001257154200111
本发明的多元醇组分还可包括大量的一种或多种填料，出于本说明书的目的，术语“填料”的定义包含“颜料物质”。填料是滑石、白云石、沉淀的CaCO3、BaSO4、细磨的石英、硅藻土、二氧化钛、分子筛和(优选经过焙烧的)高岭土。基于多元醇组分的总质量，多元醇组分的填料含量优选在10％到80％的范围内，更优选为20％到70％，更特别为35重量％到55重量％，比如40重量％到50重量％。优选填料的混合物，实例是两种、三种或四种填料的混合物。
另外，多元醇组分可含有经过研磨的玻璃纤维，实例是经过研磨的长度小于500μm的玻璃纤维。这些玻璃纤维防止任何可能的裂缝的生长。
2.聚异氰酸酯组分
聚异氰酸酯组分中优选使用的聚异氰酸酯是脂肪族异氰酸酯，实例是DE-T-690 11 540的第5和6页上公开的双缩脲异氰酸酯。那里指定的所有异氰酸酯都是合适的。
此处优选使用这样的脂肪族异氰酸酯，如1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、1，4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二(异氰酸酯基甲基)环己烷(H6XDI，DDI)和四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)。此外，参考“Szycher’s Handbook of Polyurethanes”，CRC Press，Boca Raton，1999。
在聚异氰酸酯组分中可用作填料的二氧化硅特别是硅烷化气相二氧化硅。可优选使用用六甲基二硅胺烷(HMDS)经过疏水化并随后借助球磨进行了结构改性的热解制备的二氧化硅。聚异氰酸酯组分中优选的二氧化硅(触变剂)的存在保证多元醇组分和聚异氰酸酯组分由于相似的组分粘度而易于混溶，此外，组分的混合物在最多1mm的湿膜厚度下在垂直表面上不流落(run off)。基于聚异氰酸酯组分的总质量，存在量优选在0.1重量％到5重量％的范围内，更优选为0.5重量％到3重量％，更特别为1重量％到2重量％。
催化剂
可加入多元醇组分的催化剂也可按所述浓度存在于聚异氰酸酯组分中，或存在于聚异氰酸酯组分中，而不存在于多元醇组分中，优选锆化合物作为催化剂存在于聚异氰酸酯组分。
3.添加剂(参见教科书：“Lackadditive”，Johan H.Bielemann，Weinheim，Wiley-VCH，1998)。
此外，多元醇组分或聚异氰酸酯组分，或这两种组分可另外包括一种或多种选自消泡剂、分散剂和脱气剂的添加剂。
消泡剂
基于使用消泡剂的组分的总质量，消泡剂的存在量为最多2.0重量％，优选为最多1.0重量％。
脱气剂
基于使用脱气剂的组分的总质量，脱气剂的存在量为最多2.0重量％，优选为最多1.0重量％。许多消泡剂同时充当脱气剂。
分散剂
基于加入分散剂的组分的总质量，分散剂的存在量为最多2.0重量％，优选为最多1.0重量％。
当混合多元醇组分时，一般先在真空溶解机中将添加剂引入多元醇。然后在真空下将填料和颜料分散在多元醇中。为了通过混合制备聚异氰酸酯组分，常先引入聚异氰酸酯并将它和相应的添加剂混合。随后在真空下通过分散并入填料和触变剂。
(特别在本发明的双组分组合物中)，多元醇组分和聚异氰酸酯组分的相对量选为使得羟基和异氰酸酯基按特别需要的摩尔比反应。羟基和异氰酸酯基的摩尔比(OH∶NCO)一般在1∶3到3∶1的范围内，优选为1∶2到2∶1，更优选为1∶1.5到1.5∶1。在一个特别优选的实施方案中，OH∶NCO比值接近于1∶1的化学计量摩尔比，即在1∶1.2到1.2∶1的范围内，优选为1∶1.1到1.1∶1，更特别优选为等摩尔反应，即多元醇组分和聚异氰酸酯组分的相对量选为使得羟基和异氰酸酯基的摩尔比约为1∶1。
双组分混合物的凝胶化在室温下反应，或者如果需要加速的凝胶化，在高温下反应。凝胶化可在例如40℃、60℃或者80℃的温度下进行。然而，在本发明双组分组合物的特别优选的组分混合物的情况下，为了加速凝胶化的目的而升高温度不是绝对必要的。
合成树脂优选包括一种或多种增强材料，比如例如纺织织物、无纺粗布或无纺网幅，或者通过纺织织物、无纺粗布或无纺网幅的编织或缝制、缝合或粘结生产的预成型元件。这些材料可由玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维或聚酯纤维或任何其它热塑性聚合物纤维制成。优选的增强材料是纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅或纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布。
当具有足够机械稳定性的凝胶的形成完成时，在层叠时间内将例如合成树脂、环氧树脂，和如果需要，纺织玻璃纤维织物或无纺玻璃纤维网幅应用于凝胶涂层。借助于本发明的多元醇组分和本发明的双组分组合物，保证了可用于层叠的层叠时间在约20分钟到72小时的范围内，一般约48小时。层叠于凝胶涂层的方法和不使用凝胶涂层时所使用的层叠方法没有不同，描述于例如“Faserverbundbauweisen”，M.Flemming，G.Ziegmann，S.Roth，Springer，Berlin，Heidelberg，New York，1996。凝胶涂层的固化一般在高温下进行。
在另一实施方案中，本发明提供用柔性聚氨酯凝胶涂层生产合成树脂复合物的方法，其包括：
(i)混合双组分组合物，其包括
A)多元醇组分，其包括
A1)一种或多种低分子量多元醇，其分子量为160到600g/mol，且羟基浓度为5到小于20mol羟基每千克低分子量多元醇，
A2)一种或多种较高分子量多元醇，其平均官能度＞＝2，且羟基浓度小于5mol羟基每千克较高分子量多元醇，和
A3)一种或多种光稳定的芳香胺，和
B)聚异氰酸酯组分，其包括一种或多种聚异氰酸酯，所述多元醇组分包括作为填料的热解制备的二氧化硅，所述二氧化硅用六甲基二硅胺烷(HMDS)经过疏水化并随后借助球磨进行了结构改性，和至少部分(优选仅部分)固化所述混合物，和
(ii)将所述混合物和合成树脂接触，所述合成树脂包括环氧树脂和/或乙烯酯树脂且在和凝胶涂层接触时未固化或不完全固化。
本发明还提供具有可通过上述方法获得的柔性聚氨酯凝胶涂层的合成树脂复合物。一个特别优选的复合物是风轮叶片(wind blade)，即用于风力涡轮机的旋转叶片，或者风轮叶片的一部分。
根据本发明使用的双组分组合物具有下列优势：
-它是仅由两种组分组成的体系，因此易于处理。
-适用期仅10到15分钟。
-多元醇组分和聚异氰酸酯组分的混合物在20到70分钟内不粘，即使涂层厚度为0.5mm且在室温下。实现这一点不必加热。
-在室温下的层叠时间超过72小时，由此为和环氧树脂和乙烯酯树脂层叠物的粘合创造了非常好的条件。
-该双组分混合物在最多1mm的湿膜厚度下没有从垂直表面掉落的危险。
-优选使用二氧化硅设置的聚异氰酸酯组分的粘度为双组分提供合适的溶混性。
-从职业卫生的角度来看，制备双组分时使用的化合物是适宜的，且在处理时无排放。
-该双组分产生透明的凝胶涂层，因此可以进行任何所需的着色。
-该混合组分可另外用作填充物或者作为无需通过模内(in-mould)方法涂布的涂层。
-所述组分的混合物自流平(self-levelling)。
-该双组分的混合物的完全固化可以在30分钟到2小时实现，即使温度为50到160℃。
根据本发明生产的凝胶涂层具有下列有利的性质：
-气候稳定性良好。
-层叠时间长，且凝胶时间和消粘时间短。
-脱模后，在组件上获得没有表面缺陷的光滑表面，尽管玻璃化转变温度Tg为约40℃，相对低。
-水解抗性高。
-化学稳定性高。
-耐磨性高，且柔性高(Tg 40℃且Shore D硬度＝74)。
-打磨性能良好。原则上不需要凝胶涂层的后处理。然而，由许多独立部分组装大组件时，有必要用填充物密封对接边缘。过量的填料通常通过打磨除去。为了获得平滑的过渡，凝胶涂层有必要易于打磨。这同样适用于机械损坏的表面上需要修理工作时。
-凝胶涂层基本没有活性稀释剂和增塑剂。

Claims (15)

1.双组分组合物用于生产用于合成树脂复合物的柔性聚氨酯凝胶涂层的用途，所述合成树脂包括环氧树脂和/或乙烯酯树脂且在和凝胶涂层接触时未固化或不完全固化，所述双组分组合物包括：
A)多元醇组分，其包括
A1)一种或多种低分子量多元醇，其分子量为160到600g/mol，羟基浓度为5到小于20mol羟基每千克低分子量多元醇，
A2)一种或多种较高分子量多元醇，其平均官能度＞＝2，羟基浓度小于5mol羟基每千克较高分子量多元醇，和
A3)一种或多种光稳定的芳香胺，和
B)聚异氰酸酯组分，其包括一种或多种聚异氰酸酯，
所述双组分组合物的特征在于所述多元醇组分包括作为填料的热解制备的二氧化硅，所述二氧化硅已用六甲基二硅胺烷(HMDS)进行了疏水化处理并随后借助球磨进行了结构改性。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于所述聚氨酯凝胶涂层在和合成树脂接触时未固化或不完全固化，所述和合成树脂接触优选为将合成树脂施用于凝胶涂层。
3.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所使用的合成树脂包括一种或多种增强材料，优选纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅和纺织碳纤维织物或无纺碳纤维粗布作为增强材料，所使用的合成树脂特别优选为预浸料坯，更特别是具有纺织玻璃纤维织物和/或无纺玻璃纤维网幅的环氧树脂预浸料坯，或注射树脂。
4.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所述光稳定的芳香胺是亚甲基二苯胺，更特别是4，4’-亚甲基二(2，6-二烷基苯胺)。
5.根据权利要求4的用途，其特征在于所述光稳定的芳香胺是4，4’-亚甲基二(3-氯-2，6-二乙基苯胺)。
6.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于基于所述多元醇组分的成分A1、A2和A3的总质量，所述光稳定的芳香胺在所述多元醇组分中的比例在0.1重量％到20重量％的范围内，优选为0.3重量％到10重量％，更优选为0.5重量％到5重量％，更特别为1重量％到3重量％。
7.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于基于所述多元醇组分的成分A1、A2和A3的总质量，所述低分子量多元醇在所述多元醇组分中的比例在2重量％到60重量％的范围内。
8.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所述低分子量多元醇的羟基浓度在6到15mol羟基每千克低分子量多元醇的范围内，更优选在9到11mol羟基每千克低分子量多元醇的范围内。
9.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所述低分子量多元醇选自直链或带支链的聚己内酯二醇、聚己内酯三醇、聚己内酯四醇、聚酯多元醇、聚氧化亚丙基三醇、聚醚多元醇和聚氧化亚丁基二醇。
10.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所述较高分子量多元醇选自聚酯多元醇和聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、基于来自脂肪化学的原料如二聚脂肪酸或天然油类如蓖麻油的多元醇。
11.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于所述较高分子量多元醇的羟基浓度为1到4.99mol羟基每千克较高分子量多元醇，优选为2到4mol羟基每千克较高分子量多元醇，更特别为2.5到3.8mol羟基每千克较高分子量多元醇。
12.根据上述权利要求任意一项的用途，其特征在于基于所述多元醇组分的成分A1、A2和A3的总质量，所述较高分子量多元醇在所述多元醇组分中的比例在97重量％到30重量％的范围内，优选为90重量％到40重量％，更优选为80重量％到45重量％，更特别为70重量％到50重量％。
13.具有柔性聚氨酯凝胶涂层的合成树脂复合物的生产方法，其包括：
(i)混合双组分组合物并至少部分固化该混合物，所述双组分组合物包括：
A)多元醇组分，其包括
A1)一种或多种低分子量多元醇，其分子量为160到600g/mol，羟基浓度为5到小于20mol羟基每千克低分子量多元醇，
A2)一种或多种较高分子量多元醇，其平均官能度＞＝2，羟基浓度小于5mol羟基每千克较高分子量多元醇，和
A3)一种或多种光稳定的芳香胺，和
B)聚异氰酸酯组分，其包括一种或多种聚异氰酸酯，所述多元醇组分包括作为填料的热解制备的二氧化硅，所述二氧化硅已用六甲基二硅胺烷(HMDS)进行疏水化处理并随后借助球磨进行了结构改性，和
(ii)将所述混合物和合成树脂接触，所述合成树脂包括环氧树脂和/或乙烯酯树脂且在和凝胶涂层接触时未固化或不完全固化。
14.可通过根据权利要求13的方法获得的具有柔性聚氨酯凝胶涂层的合成树脂复合物。
15.根据权利要求14的复合物，其特征在于它是风轮叶片或风轮叶片的一部分。
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