CN104768993A - 用于制备复合组件的方法 - Google Patents

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Abstract

用于制备复合元件的方法，包括下面的步骤：提供型芯；使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间。在型芯开始与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触之后时间t1期满和/或在与型芯接触的聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中达到温度T1时，向至少所述型芯外部施加正压p2。

Description

用于制备复合组件的方法
本发明涉及用于制备复合组件的方法，包括下面的步骤：提供型芯和使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间。
用于制备复合组件，例如用于风能工业的转子叶片的聚氨酯(PUR)树脂或聚异氰脲酸酯(PIR)树脂在加工技术和工具技术中可以提供一些优点。其中有所述树脂更低的粘度和更好的流动性能，以及所得复合材料提高的疲劳性能。
DE 10 2009 058 101 A1描述了层结构在风力涡轮机中的用途，其中使用聚氨酯作为塑料。异氰酸酯基团数与对异氰酸酯反应性的基团数之比优选为0.9-1.5。进行的实施例中异氰酸酯基团数与对异氰酸酯反应性的基团数之比为大约1.02。所述方法具有的缺点在于混合物的粘度相对高，和因此包含塑料的纤维层相对难以生产。
WO 2011/081622 A1描述了用于复合结构的聚氨酯组合物。所述复合结构可用于风力涡轮机的转子叶片。OH/NCO比率至少为1，即：存在至少与NCO基团一样多的OH基团。所述方法具有的缺点是粘度相对较高和加工时间非常短；这使得对于大的组件而言装料过程更加困难。
然而，PUR/PIR在具有与水接触发泡的性能上不像常规树脂如EP或UP。这首先是缺点，因为用于复合芯的材料如轻木（Balsaholz）等必定包含水和因此将会要求干燥。这要求相对大量的物流消耗招致和干燥成本等。当进行树脂注射法如RTM(树脂传递模塑)时这种现象通过在注入过程中使用真空额外扩大。然而，真空是必需的以便在注入之前除去包括的气体，或为了实现铺设网布理想的定位。
本发明的目的是提供旨在制备复合组件的方法，其可以一起使用聚氨酯树脂与包含水分的材料。
根据本发明，所述目的通过用于制备复合组件的方法实现，包括下面的步骤：
-      提供型芯；
-      使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间；
其中在型芯开始与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触之后时间t1期满和/或在与型芯接触的聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中达到温度T1时，向至少所述型芯外部施加正压p2。
本发明的方法可以用于制备复合组件，其中型芯与树脂之间紧密粘合。这里所述树脂是聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物。同样可以由纤维和树脂生产纤维复合材料和型芯仅仅用于成型，而不参与与树脂的任何粘合。最后，如下面详细解释说明，也可想到的是纤维或织物片材元件设置在型芯上和树脂参与与所述芯和纤维或织物片材元件的粘合。所述型芯也可以充当用于维持复合组件中特定分离的工具。
优选制备的所述复合组件是用于风力涡轮机的转子叶片。
用于型芯的合适的材料例如是轻木、聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)或聚氨酯(PUR)。发泡型芯的粗密度可以为20 kg/m3 -600 kg/m3，优选30 kg/m3-400 kg/m3和更优选50 kg/m3-200 kg/m3。
所述方法的一个步骤包括使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间。表述“负压”这里是指小于1013mbar的绝对压力。此步骤除去有问题的气体，固定所述芯和最终固定位于芯上的纤维和方便反应混合物铺展或注入到所述芯的所有部分中。
负压通过可排气的模具或型芯周围的其它结构有利地施加。
然而，一旦聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物的反应进行到一定程度，负压就不再是希望的。聚氨酯泡沫的形成可以结合位于型芯中或由其它源存在的残余水分发生。这明显地导致结构缺陷和因此导致不能使用的复合组件。
因此在所述方法中在一定的时机施加正压p2。表述“正压”这里是指1013mbar或以上的绝对压力。此正压抑制了发泡，使得例如形成的CO2再次可以溶解。取决于监测反应过程的可能性在施加正压之前有预定的等待时间t1或在达到或超过预定的温度T1(来自放热的聚氨酯反应)时启动所述步骤。选择的时间t1和/或选择的温度T1取决于待制备的复合组件的形状和尺寸，以及取决于聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物的性能，特别是交联时间或凝胶时间。
对于本发明，表述“聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物”是指导致聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯的反应混合物。这里NCO指数(NCO基团与对NCO反应性的基团的摩尔比)优选≥ 0.95，更优选≥ 1.00至≤ 6.00，更优选≥ 1.10至≤ 6.00。
所述聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物包含：
A) 一种或多种多异氰酸酯
B) 一种或多种多元醇，和
D) 一种或多种交联催化剂。
使用的多异氰酸酯组分A)可以是常规的脂族、环脂族和特别是芳族二-和/或多异氰酸酯。这些合适的多异氰酸酯的实例是1,4-亚丁基二异氰酸酯、1,5-戊烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2,2,4-和/或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、双(4,4'-异氰酸根合环己基)甲烷的异构体及其具有任何需要的异构体含量的混合物、1,4-亚环己基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,4-和/或2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI)、1,5-亚萘基二异氰酸酯、2,2'-和/或2,4'-和/或4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和/或高级同系物(pMDI)、1,3-和/或1,4-双(2-异氰酸根合丙-2-基)苯(TMXDI)、1,3-双(异氰酸根合甲基)苯(XDI)。除了上面提及的多异氰酸酯，也可以使用一定比例的具有脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、碳二亚胺、脲酮亚胺、脲基甲酸酯或双脲结构的改性多异氰酸酯。优选使用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和特别是二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯(pMDI)的混合物作为异氰酸酯。二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯(pMDI)的混合物的优选的单体含量是60-100重量%，优选70-95重量%，特别优选80-90重量%。使用的多异氰酸酯的NCO含量应当优选在25重量%以上，更优选在30重量%以上，特别优选在32重量%以上。NCO含量可以根据DIN 53185测定。所述异氰酸酯的粘度应当优选≤ 150 mPas(在25℃)，更优选≤ 50 mPas(在25℃)和特别优选≤ 30 mPas(在25℃)。
当加入单一多元醇时，其OH值给出的是组分B)的OH值。在混合物的情况下，报告数均OH值。此值可根据DIN 53240-2测定。所述多元醇制剂中优选地存在的多元醇是具有100-1000 mg KOH/g，优选300-600 mg KOH/g和特别优选350-500 mg KOH/g的数均OH值的那些。所述多元醇的粘度优选为≤ 800 mPas(在25℃)。优选的是所述多元醇具有至少60%的仲OH基，优选至少80%的仲OH基和特别优选至少90%的仲OH基。特别优选基于环氧丙烷的聚醚多元醇。优选使用的多元醇的平均官能度为2.0-5.0，特别是2.5-3.5。
根据本发明，可以使用聚醚多元醇、聚酯多元醇或聚碳酸酯多元醇，优选聚醚多元醇。根据本发明可使用的聚醚多元醇的实例是可通过四氢呋喃经由阳离子开环聚合获得的聚丁二醇聚醚。同样合适的聚醚多元醇是氧化苯乙烯、环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷在二-或多官能起始剂分子上的加成物。合适的起始物分子是例如水、乙二醇、二乙二醇、丁基二乙二醇、甘油、二乙二醇、三羟甲基丙烷、丙二醇、季戊四醇、山梨糖醇、蔗糖、乙二胺、甲苯二胺、三乙醇胺、1,4-丁二醇、1,6-己二醇以及所述多元醇与二羧酸的低分子量的酯，其中这些酯具有羟基；其它合适的起始剂分子是具有羟基的油。优选甘油作为起始剂。所述多元醇的粘度优选为≤ 800 mPas(在25℃)。优选的是所述多元醇具有至少60%的仲OH基，优选至少80%的仲OH基和特别优选90%的仲OH基。特别优选基于环氧丙烷的聚醚多元醇。
所述多元醇B)也可以包含纤维、填料和聚合物。
使用的交联催化剂C)可以是本领域技术人员已知的交联催化剂，例如叔胺和有机金属化合物如二月桂酸二丁基锡。
特别优选也催化三聚反应的催化剂。这里同样，这些可以是碱(叔胺、弱酸的盐，例如乙酸钾)和/或有机金属化合物。三聚催化剂引发和加速异氰酸酯基团的三聚生成异氰脲酸酯基团。
可以任选地加入添加剂D)。这些的实例是脱气剂、消泡剂、填料、阻燃剂和增强材料。如果需要的话可以使用其它已知的添加剂和添加物质。
可以向可发泡的制剂中进一步加入阻燃剂以提高耐火性，实例是含磷化合物，尤其是磷酸酯和膦酸酯以及卤化的聚酯和多元醇或氯化石蜡。另外也可以加入非挥发性的阻燃剂如蜜胺或可膨胀石墨，其在暴露于火焰时极大地膨胀和由此密封表面，由此进一步减少暴露于热。
本发明的方法可以并入其中的树脂注入法的实例可以如下描述：
I. 提供用于PUR的原料：将原料多元醇组分和异氰酸酯组分和任选的其它液体物质装入单独的容器中。所述原料在< 50 mbar，尤其是< 1 mbar的压力下抽真空和脱气。为了提高脱气，可以对原料，尤其是多元醇进行调温(通常不超过80℃)。脱气后，将所述原料冷却到通常的室温条件，例如23℃。
II. 准备注入系统：提供模具、清洁和装备脱模剂和任选地施加“模内涂层”。
III. 所述注入系统放置合适。所述系统包含：
- 纤维(尤其是由玻璃或CFK制成)、纤维铺设网布、纤维织物等
- 隔离材料/芯(尤其是由轻木、PVC、PET、PUR等制成)
- 其它辅助物质，如软管、夹子、流动助剂、隔膜等
- 其它技术装配，如停留系统、防雷保护等。
IV. 使用真空密封膜和真空胶带使所述注入系统与大气环境完全分开。
V. 所述注入系统与真空单元相连和抽真空。抽真空有助于确保注入成分正确的定位，实现理想的纤维体积比例，和除去在注入过程中有问题的夹杂物，尤其是气体(空气)，由此防止堵塞。
VI. 实施注入：将所述注入系统与计量装置相连，尤其是在没有任何压力上升(导入空气)的情况下。所述注入通常在室温下发生。注入压力应当在将原料抽真空所使用的压力以上(以便没有气体从原料中逸出)和在将所述注入系统抽真空使用的压力以上(以便没有气体从纤维和尤其是从芯部材料中逸出)。计量装置使用混合单元以规定的混合比混合起始组分和将所述反应产物注入到注入系统中。一旦反应混合物从填充的模具排出，通常通过在模具端部的软管连接，将真空侧关闭(前（Ex.）模具，在真空泵前面)。反应混合物从计量装置装入注入系统直到通过连续的流量计可测量的所述混合物流终止。待使用的最大装料压力、压力前混合单元应当小于占优势的大气压(以避免膜升起、过量树脂泵入模具中、改变纤维体积的设定比例等)。一旦在这些条件下反应混合物不再可以输送到注入系统中，则将“压力侧”(前混合头)关闭。
VII. 热后处理：注入之后，应当向所述注入系统中导入能量，尤其是热，以便凝固反应产物或以便允许实现材料特定的性能，例如玻璃化转变温度。热处理可以通过模具外部加热，例如在烘箱中，或通过模具内的内部加热实现。例如，加热可以以+/- 1℃ /分钟的加热速率进行。
VIII. 脱模和下游步骤：反应混合物凝固后，所得组件从模具中移除。所述制备方法接着随后的步骤如打磨、非注入位置的修复、最后的装配和上漆等。
根据本发明施加正压p2可以在上述的步骤VI和VII之间进行。
下面描述本发明的实施方案。它们可以以任何需要的方式相互组合，除非上下文清楚地表明了相反的意思。
在本发明方法的一个实施方案中，异氰酸酯基团与OH基在聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中的摩尔比为1.6-6.0。优选NCO指数为1.8-4.0，特别是2.1-3.5。
所得聚异氰脲酸酯中PIR转化率优选在20%以上，优选40%以上和特别优选60%以上。PIR转化率是反应生成PIR的异氰酸酯基团的比例。它可以通过红外光谱法检测。
在本发明方法的另一个实施方案中，聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物包含潜在反应性三聚催化剂。特别优选使用仅在温度达到50-100℃时开始引发和加速异氰酸酯基团三聚生成异氰脲酸酯基团的潜在反应性三聚催化剂。
优选所述三聚催化剂是叔胺的盐。
这里优选所述叔胺选自下组：三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、 二甲基环己胺、二甲基苄胺、二丁基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基二乙醇胺、二甲基异丙醇胺、三异丙醇胺、三亚乙基二胺、四甲基-1,3-丁二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺、双(2-二甲基氨基乙氧基)甲烷、N,N,N'-三甲基-N'-(2-羟基乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N',N'-(2-羟基乙基)乙二胺、四甲基胍、N-甲基哌啶、N-乙基哌啶、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、1,4-二甲基哌啶、1,2,4-三甲基哌啶、N-(2-二甲基氨基乙基)吗啉、1-甲基-4-(2-二甲基氨基)哌啶、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和/或1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烷。
同样优选所述盐选自下组：酚盐、乙基己酸盐、油酸盐、乙酸盐和/或甲酸盐。
令人惊讶地，已经发现这些潜在反应性聚氨酯(PUR)催化剂在升高的温度下也催化聚异氰脲酸酯(PIR)的形成。
市购可得的潜在反应性三聚催化剂的实例是Polycat? SA1/10 (苯酚封端的1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(=DBU))、Polycat? SA 102/10、DABCO? 8154(甲酸封端的三亚乙基二胺)和DABCO? WT。
特别优选1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯作为三聚催化剂，其以酚盐、乙基己酸盐、油酸盐、乙酸盐或甲酸盐的形式存在。
关于所述反应混合物，优选甘油起始的具有官能度为3和OH值为350-450 mg KOH/g的聚环氧丙烷多元醇与1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和MDI的酚盐的组合。
在本发明方法的另一个实施方案中，所述型芯的水含量为 ≥ 0.5重量%至 ≤ 30重量%。优选所述水含量为≥ 4重量%至≤ 15重量%。用于测定水含量的最简单的方法是重量分析：木材样品取样和立刻称重。然后如果可能的话在通风的烘箱中将其在103 ± 2℃干燥至恒重。源自于干燥的重量损失的测定得到原来存在于木材中的水的重量。所述方法的详情在DIN 52183中标准化。
在本发明方法的另一个实施方案中，在型芯上另外设置纤维和/或织物片材元件，使这些与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触。可用于纤维和/或织物片材元件的材料是上浆（beschlichtet）的或未上浆的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、钢纤维或铁纤维、天然纤维、芳纶、聚乙烯纤维或玄武石纤维。特别优选玻璃纤维。所述纤维可以以长度0.4-50mm的短纤维的形式使用。优选使用连续纤维得到的连续纤维增强的复合组件。纤维层中的纤维可以具有单向的、不规则分布的或交织排列。在具有由多个层制成的纤维层的组件中，存在层层纤维取向的可能。这里可以制备单向纤维层、交叉复合层或多向纤维层，其中单向或交织层彼此层叠。特别优选半成品纤维产品(片状元件)如织造布、铺设网布、编织织物、垫子、非织造布、针织织物和针织袜或3D半成品纤维产品。
为了确保纤维良好的浸润，所述反应树脂混合物在填入时应当优选是低粘度的和尽可能长时间地保持为低粘度的。在大组件的情况下这是特别必要的，因此在这些情况下装料时间非常长(例如长达一小时)。优选本发明的反应性树脂混合物混合后不久在25℃的粘度为10-300 mPas，优选20-80 mPas，特别优选为30-50 mPas。优选本发明的反应性树脂混合物在各组分混合后30分钟在25℃恒温下的粘度小于1000 mPas，特别是小于500 mPas。各组分在混合之后30分钟在25℃恒温下用旋转粘度计以60 l/s的剪切速率测定粘度。
在本发明方法的另一个实施方案中，时间t1是≥ 5分钟至≤ 120分钟，优选≥ 10分钟至≤ 60分钟。在另一个可选择的同样优选实施方案中，时间t1可以为≥ 45分钟至≤ 120分钟。
在本发明方法的另一个实施方案中，温度T1是≥ 20℃至≤50℃，优选≥23℃至≤45℃。
在本发明方法的另一个实施方案中，所述负压p1是≥ 0.1mbar至≤500 mbar，优选≥ 0.5mbar至≤ 100mbar。
在本发明方法的另一个实施方案中，所述正压p2是≥ 1013mbar至≤10 bar，优选≥ 1100 mbar至≤ 5 bar，更特别优选≥ 5 bar至≤ 10 bar。
本发明参考下面的附图和实施例更详细进行描述，但不局限于此。
图1显示了轻木在真空中的干燥曲线。
图2显示了干燥的轻木由于大气水分的重量增加。
图3显示了在所述时间过程中注入系统内部的温度变化。
图4显示了用于实施所述方法的装置。
图5显示了用于实施所述方法的另一种装置。
图6显示了用于实施所述方法的另一种装置。
图7显示了用于实施所述方法的另一种装置。
图1显示了轻木样品由于在真空中干燥的重量减少。进行干燥的温度是23℃。曲线1是50mbar真空的曲线，曲线2是20mbar真空的曲线。这些实验显示了在轻木中可以存在多少水。
图2显示了前面已经干燥的轻木样品由空气吸收的水分。曲线3涉及前面在20 mbar干燥的样品，和曲线4涉及前面在50 mbar干燥的样品。这些实验表明使轻木芯仅经历一个干燥过程以使它们保持不含水是不足的。它们将从周围空气中重新吸收水分。
图3显示了在所述时间过程中注入系统内部的温度变化。注入过程之后，所述注入系统放置在初始未加热的烘箱中。然后将烘箱以1℃/分钟的加热速率加热。曲线5给出了烘箱温度和曲线6给出了注入系统的温度。可见所产生的放热将所述系统的温度增加到了80℃左右以上。
在本发明方法的一个实施方案中，这在闭合模具的内部进行。由此可能在现有的RTM系统(树脂传递模塑系统)中进行所述方法。这在图4中进行了图示性描绘，其表明了相应的装置。型芯(任选地带有纤维或织物片材元件)的位置在模具10内部。负压和正压可以通过阀11施加到模具内部。所述聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物可以通过阀12引入到模具中。
在本发明方法的另一个实施方案中，正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加。所述容器有利地在型芯位于其中的模具上产生压力。流体可以是气体或液体。压力由此在型芯上进一步传导。这里实例示于图5中。图示性描绘的两部分模具17包含提供用于真空和聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物(未示出)的管线。可充气袋14通过可以通过接头16打开的夹子（Buegel）15固定。将空气通过阀13泵入袋14中。袋14膨胀，这通过位于内部的箭头表示。所述袋子提供了，袋中占优势的正压转移到模具17和由此转移到型芯。
图6显示了用于制备风力涡轮机的转子叶片的俯视图的此变型方案。图示性描绘的模具21的位置在可充气袋20内部，其中用于真空和聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物的管线这里同样未示出。所述袋子通过多个夹子19以与图5中使用夹子15相同的方式固定。可以使用泵通过阀18使袋20充气。
在本发明方法的另一个实施方案中，正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加，其中在挠性容器内部中设置固态物体。此变型方案对于转子叶片生产者使用用于注入的一次注射技术是重要的。例如，软管可以通过芯轴牵拉。所述芯轴然后导入彼此相连的两个闭合的半模内部，和所述软管例如通过压缩空气充气。此类型的装置描绘于图7中。在芯23上已经牵拉了密封的软管22，钻孔24穿过所述管。压缩空气可以通过阀25导入。压缩空气由芯23通过钻孔24排出和使所述软管22充气。
实施例
实施例1
下面描述可用于本发明目的的一些PIR聚合物的制备。这里制备和比较由各种聚异氰脲酸酯体系制成的模塑品(片材)。包含三聚催化剂的多元醇混合物在1mbar的压力下脱气60分钟并接着混合异氰酸酯。此混合物在1mbar的压力下脱气约5分钟并接着在片材模具中浇注。所述片材在室温下浇注和在加热到80℃的烘箱中调温过夜。片材的厚度为4mm。得到光学透明的片材。定量数据和性能可以在表中找到。
由所述片材制备用于根据DIN EN ISO 527的拉伸试验的试样，和测定弹性模量和强度。
热变形温度(HDT)根据DIN EN ISO 75 1/75 2004 – 方法A 测定，其中挠曲应力1.8 N/mm2和加热速率120 K/h。
各组分在混合之后30分钟在25℃恒温下用旋转粘度计以60l/s的剪切速率测定粘度。
起始化合物:
多元醇1：甘油起始的聚环氧丙烷多元醇，具有官能度3和OH值400 mg KOH/g和粘度375 mPas(在25℃)。
Polycat? SA 1/10：Air Products的产品，1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的酚盐在二丙二醇中。OH值为83 mgKOH/g。
异氰酸酯1：二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)与异构体和更高官能度的同系物的混合物，具有NCO含量32.5重量%；在25℃的粘度：20 mPas。所述混合物包含约51重量%的二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、30重量%二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯、6重量%二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯和13重量%更高官能度的MDI同系物。
异氰酸酯2：二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯(MDI)与异构体和更高官能团的同系物的混合物，具有NCO含量32.6重量%；在25℃的粘度：20 mPas。所述混合物包含约60重量%的二苯基甲烷4,4'-二异氰酸酯、22重量%二苯基甲烷2,4'-二异氰酸酯、3重量%二苯基甲烷2,2'-二异氰酸酯和15重量%更高官能度的MDI同系物。
表1中的所有定量数据均以重量份说明。
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
多元醇1 100 118 130 98
Polycat SA1/10 2 2 2 2
异氰酸酯1 300 280 268 -
异氰酸酯2 - - - 300
摩尔比NCO/OH 3.2 2.6 2.2 3.3
         
在25℃下混合后不久的粘度[mPas] 34 45 49 49
在25℃下混合后30分钟的粘度[mPas] 173 352 461 625
拉伸试验：弹性模量[MPa] 2966 2773 2819 2981
拉伸试验：强度[MPa] 80.9 83.7 83.5 79.7
HDT [℃] 78 89 81 77
本发明的实施例1-4得到致密和光学透明的模塑品，其结合了非常良好的机械性能如2700 MPa以上的弹性模量、75 MPa以上的强度和75℃以上的HDI值。制备纤维增强的组件尤其要求非常低的粘度，因为这允许模具显著更快和更均一的填充。由此可以有更短的循环时间，因为要求的模具占用时间更短。使用的潜在反应性的三聚催化剂在80℃下导致非常迅速的固化。
实施例2
尺寸1.5 × 3 × 0.8 cm的具有7.1%木材水分的轻木样品分别放置在壳中和用300 g根据所述实施例的聚氨酯反应混合物浇注。所述样品然后在23℃的温度下在10mbar的压力p1下保持45分钟。然后对样品施加升高的压力p2和温度升至50℃。实验之后评价样品的光学质量和发泡。表2总结了实验条件和发泡的光学评价结果。
  压力[bar] 反应时间[h] 感知的光学质量
1 1.013 (不施加压力) 17 剧烈发泡的样品
2 5.2 6 不发泡的样品
3 4.2 17.5 样品中少量起泡，没有发泡
4 3.2 5 样品中起泡，轻微发泡
5 4.7 18 没有发泡
6 4.7 5 没有发泡
发现当施加的压力p2为5bar或更大时不希望的发泡可以受到抑制。
因此本发明的方法特别适合用于由无需预干燥的轻木和聚氨酯反应混合物制成的复合材料有效制备高质量转子叶片。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于制备复合组件的方法，包括下面的步骤：
-   提供型芯；
-   使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间；
其特征在于：
在型芯开始与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触之后≥ 5分钟至≤ 120分钟的时间t1期满时，和/或
在与型芯接触的聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中达到≥20℃至≤50℃的温度T1时，
向至少所述型芯外部施加≥ 5bar至≤ 10bar的正压p2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中异氰酸酯基团与OH基在聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中的摩尔比为1.6-6.0。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物包含潜在反应性三聚催化剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三聚催化剂是叔胺的盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述叔胺选自下组：三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二甲基环己胺、二甲基苄胺、二丁基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基二乙醇胺、二甲基异丙醇胺、三异丙醇胺、三亚乙基二胺、四甲基-1,3-丁二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺、双(2-二甲基氨基乙氧基)甲烷、N,N,N'-三甲基-N'-(2-羟基乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N',N'-(2-羟基乙基)乙二胺、四甲基胍、N-甲基哌啶、N-乙基哌啶、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、1,4-二甲基哌啶、1,2,4-三甲基哌啶、N-(2-二甲基氨基乙基)吗啉、1-甲基-4-(2-二甲基氨基)哌啶、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和/或1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烷。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述盐选自下组：酚盐、乙基己酸盐、油酸盐、乙酸盐和/或甲酸盐。
7.根据权利要求1-6中一项或多项所述的方法，其中型芯的水含量为 ≥ 0.5重量%至 ≤ 30重量%。
8.根据权利要求1-7中一项或多项所述的方法，其中在型芯上另外设置纤维和/或织物片材元件，使这些与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触。
9.根据权利要求1-8中一项或多项所述的方法，其中负压p1为≥ 0.1mbar至≤ 500mbar。
10.根据权利要求1-9中一项或多项所述的方法，其中这在闭合模具内部进行。
11.根据权利要求1-10中一项或多项所述的方法，其中正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加。
12.根据权利要求1-11中一项或多项所述的方法，其中正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加，其中在挠性容器内部中设置固态物体。

Claims (15)

1.用于制备复合组件的方法，包括下面的步骤：
-   提供型芯；
-   使所述型芯的至少一部分与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触，其中在接触过程中向至少所述型芯外部施加负压p1至少一段时间；
其特征在于：
在型芯开始与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触之后时间t1期满时，和/或
在与型芯接触的聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中达到温度T1时，
向至少所述型芯外部施加正压p2。
2.根据权利要求1所述的方法，其中异氰酸酯基团与OH基在聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物中的摩尔比为1.6-6.0。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物包含潜在反应性三聚催化剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三聚催化剂是叔胺的盐。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述叔胺选自下组：三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、二甲基环己胺、二甲基苄胺、二丁基环己胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基二乙醇胺、二甲基异丙醇胺、三异丙醇胺、三亚乙基二胺、四甲基-1,3-丁二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N',N',N"-五甲基二亚乙基三胺、双(2-二甲基氨基乙氧基)甲烷、N,N,N'-三甲基-N'-(2-羟基乙基)乙二胺、N,N-二甲基-N',N'-(2-羟基乙基)乙二胺、四甲基胍、N-甲基哌啶、N-乙基哌啶、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、1,4-二甲基哌啶、1,2,4-三甲基哌啶、N-(2-二甲基氨基乙基)吗啉、1-甲基-4-(2-二甲基氨基)哌啶、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和/或1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烷。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述盐选自下组：酚盐、乙基己酸盐、油酸盐、乙酸盐和/或甲酸盐。
7.根据权利要求1-6中一项或多项所述的方法，其中型芯的水含量为 ≥ 0.5重量%至 ≤ 30重量%。
8.根据权利要求1-7中一项或多项所述的方法，其中在型芯上另外设置纤维和/或织物片材元件，使这些与聚氨酯/聚异氰脲酸酯反应混合物接触。
9.根据权利要求1-8一项或多项所述的方法，其中时间t1为≥ 5分钟至≤ 120分钟。
10.根据权利要求1-9中一项或多项所述的方法，其中温度T1为≥20℃至≤50℃。
11.根据权利要求1-10中一项或多项所述的方法，其中负压p1为≥ 0.1mbar至≤ 500mbar。
12.根据权利要求1-11中一项或多项所述的方法，其中正压p2为≥ 1013mbar至≤ 10bar。
13.根据权利要求1-12中一项或多项所述的方法，其中这在闭合模具内部进行。
14.根据权利要求1-13中一项或多项所述的方法，其中正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加。
15.根据权利要求1-14中一项或多项所述的方法，其中正压p2通过其中导入流体的挠性容器施加，其中在挠性容器内部中设置固态物体。
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