JP2018090804A - 貯蔵安定性の1kポリウレタンプリプレグ、およびこのプリプレグから製造されるポリウレタン組成物製の成形体 - Google Patents

貯蔵安定性の1kポリウレタンプリプレグ、およびこのプリプレグから製造されるポリウレタン組成物製の成形体 Download PDF

Info

Publication number
JP2018090804A
JP2018090804A JP2017232622A JP2017232622A JP2018090804A JP 2018090804 A JP2018090804 A JP 2018090804A JP 2017232622 A JP2017232622 A JP 2017232622A JP 2017232622 A JP2017232622 A JP 2017232622A JP 2018090804 A JP2018090804 A JP 2018090804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydroxide
acetylacetonate
prepreg
ethanolate
benzylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017232622A
Other languages
English (en)
Inventor
スピロウ エマヌイル
Emmanouil Dr Spyrou
スピロウ エマヌイル
レシュ ホルガー
Holger Loesch
レシュ ホルガー
ディースフェルト アンドレア
Diesveld Andrea
ディースフェルト アンドレア
クライシャー ズザンネ
Kreischer Susanne
クライシャー ズザンネ
ラングカーベル アイケ
Langkabel Eike
ラングカーベル アイケ
オールドリッジ ラルフ
Aldridge Ralph
オールドリッジ ラルフ
ゴラン エルケ
Gollan Elke
ゴラン エルケ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of JP2018090804A publication Critical patent/JP2018090804A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80Masked polyisocyanates
    • C08G18/8003Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen
    • C08G18/8006Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32
    • C08G18/8009Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32 with compounds of C08G18/3203
    • C08G18/8012Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32 with compounds of C08G18/3203 with diols
    • C08G18/8016Masked aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/161Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C08G18/163Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22
    • C08G18/165Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/22 covered by C08G18/18 and C08G18/24
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/166Catalysts not provided for in the groups C08G18/18 - C08G18/26
    • C08G18/168Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1875Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof containing ammonium salts or mixtures of secondary of tertiary amines and acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/18Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20Heterocyclic amines; Salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/222Catalysts containing metal compounds metal compounds not provided for in groups C08G18/225 - C08G18/26
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/242Catalysts containing metal compounds of tin organometallic compounds containing tin-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/16Catalysts
    • C08G18/22Catalysts containing metal compounds
    • C08G18/24Catalysts containing metal compounds of tin
    • C08G18/244Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids
    • C08G18/246Catalysts containing metal compounds of tin tin salts of carboxylic acids containing also tin-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/32Polyhydroxy compounds; Polyamines; Hydroxyamines
    • C08G18/3203Polyhydroxy compounds
    • C08G18/3206Polyhydroxy compounds aliphatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/755Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/77Polyisocyanates or polyisothiocyanates having heteroatoms in addition to the isocyanate or isothiocyanate nitrogen and oxygen or sulfur
    • C08G18/78Nitrogen
    • C08G18/79Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/798Nitrogen characterised by the polyisocyanates used, these having groups formed by oligomerisation of isocyanates or isothiocyanates containing urethdione groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/80Masked polyisocyanates
    • C08G18/8003Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen
    • C08G18/8006Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32
    • C08G18/8009Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32 with compounds of C08G18/3203
    • C08G18/8022Masked polyisocyanates masked with compounds having at least two groups containing active hydrogen with compounds of C08G18/32 with compounds of C08G18/3203 with polyols having at least three hydroxy groups
    • C08G18/8025Masked aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/244Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using glass fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/245Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using natural fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/246Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using polymer based synthetic fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • C08J2375/08Polyurethanes from polyethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

【課題】ポリウレタン組成物をベースとし、問題なく取り扱い可能なポリウレタンベースのプリプレグ系のより単純な製造方法ならびに単純な方法で製造可能な、ポリウレタンマトリックス材料を有するプリプレグおよびこのプリプレグから製造される成形体。【解決手段】プリプレグが、A)少なくとも1種の繊維基材、およびB)少なくとも1種のポリウレタン組成物から実質的に構成され、40℃未満のTgを有する前記ポリウレタン組成物が、実質的に内部ブロックされたかつ/またはブロック剤によってブロックされたジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートおよび/またはこれらの重付加化合物を含有する。【選択図】なし

Description

本発明は、貯蔵安定性の1K(1成分系)ポリウレタンプリプレグおよびこのプリプレグから製造される成形体に関する。
1Kポリウレタン組成物は、貯蔵安定性のポリウレタンプリプレグおよびこのプリプレグから製造される成形体(複合材部材(Composite-Bauteile))の製造に特に適している。貯蔵安定性のポリウレタンプリプレグは、これらの反応性ポリウレタン組成物を用いた、織布およびスクリム(Gelegen)の形態での含浸による方法によって得られる。
様々な成形法、例えば反応トランスファー成形(Reaction-Transfer-Moulding、RTM)法は、強化繊維を型内に導入すること、型を閉鎖すること、架橋可能な樹脂調製物を型内に導入すること、および引き続き、通常は熱の導入によって、樹脂を架橋することを含む。
このようなプロセスの制限の1つは、強化繊維を型内に入れ込むのが、比較的困難なことである。織布またはスクリムの各層を裁断しなければならず、様々な型の形状に適合させなければならない。このことは、時間がかかり、また複雑なことがあり、特に成形体が、発泡体またはその他の芯材を有するのが望ましい場合には、そうである。単純な取り扱いおよび既存の二次成形性(Umformmoeglichkeiten)を有する予備成形可能な繊維強化が、ここでは望ましいだろう。
プリプレグの形態での繊維強化材料は、代替的な湿式レイアップ(wet-lay-up)技術と比べて、快適な取り扱い性および加工時に向上した効率のため、既に多くの工業的用途で使用されている。
このような系の工業的な使用者は、より迅速なサイクル時間および室温でもより高い貯蔵安定性に加えて、自動化された裁断および各プリプレグ層のレイアップに際して、裁断工具が、しばしば粘着性であるマトリックス材料によって汚染されることなく、プリプレグを裁断する手段を要求している。
ポリエステル、ビニルエステルおよびエポキシ系に加えて、架橋性マトリックス系の分野には一連の特化された樹脂がある。それらにはポリウレタン樹脂も含まれ、それらの靭性、損傷許容性および強度のために、特にプルトルージョン成形法によって複合材異形材を製造するために、使用することができる。欠点としてはしばしば、使用するイソシアネートの毒性が挙げられる。
ポリウレタン複合材はまた、ビニルエステル、不飽和ポリエステル樹脂(UPE)またはUPE−ウレタンハイブリッド樹脂と比べて、優れた靭性を有する。
エポキシ系をベースとする、プリプレグおよびプリプレグから製造される複合材は、例えば国際公開第98/50211号(WO 98/50211)、米国特許第4,992,228号明細書(US 4,992,228)、米国特許第5,080,857号明細書(US 5,080,857)、米国特許第5,427,725号明細書(US 5,427,725)、英国特許出願公開第2007676号明細書(GB 2007676)、英国特許出願公開第2182074号明細書(GB 2182074)、欧州特許出願公開第309221号明細書(EP 309 221)、欧州特許出願公開第297674号明細書(EP 297 674)、国際公開第89/04335号(WO 89/04335)、米国特許第5,532,296号明細書(US 5,532,296)および米国特許第4,377,657号明細書(US 4,377,657)、米国特許第4,757,120号明細書(US 4,757,120)に記載されている。
国際公開第2006/043019号(WO 2006/043019)には、エポキシ樹脂−ポリウレタン粉末をベースとするプリプレグを製造する方法が記載されている。
さらに、マトリックスとして粉末状熱可塑性樹脂をベースとするプリプレグが、知られている。
米国特許出願公開第2004/0231598号明細書(US 2004/0231598)には、粒子を特別な加速チャンバに静電帯電により運ぶ手法が記載されている。この装置は、熱可塑性樹脂製のプリプレグを製造するためのガラス繊維、アラミド繊維または炭素繊維の基材を被覆するために用いられる。樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニルスルホン(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリウレタン(PU)、ポリエステルおよびフルオロポリマーが挙げられている。これらから製造される熱可塑性プリプレグ布地は、固有の靭性、良好な粘弾性緩和挙動、制限されない貯蔵性、良好な耐薬品性、およびリサイクル性を有する。
国際公開第98/31535号(WO 98/31535)には、含浸すべきガラス繊維ストランドまたは炭素繊維ストランドに、粒子/液体混合物または粒子/気体混合物を、規定の速度特性で接触させることによる、粉末含浸する方法が記載されている。その際に、前記粉末は、セラミック材料または熱可塑性材料、特に熱可塑性ポリウレタンからなる。
国際公開第99/64216号(WO 99/64216)には、プリプレグおよび複合材ならびにこれらの製造方法が記載されており、ここで繊維を包み込むのを可能にするほど小さいポリマー粒子を有するエマルジョンが使用される。前記粒子のポリマーは、少なくとも5000センチポアズの粘度を有し、かつ熱可塑性樹脂であるか、または架橋性ポリウレタンポリマーである。
欧州特許出願公開第0590702号明細書(EP 0590702)には、プリプレグを製造するための粉末含浸が記載されており、ここで粉末は、熱可塑性樹脂と反応性モノマーもしくはプレポリマーとの混合物から成る。国際公開第2005/091715号(WO 2005/091715)は同様に、プリプレグを製造するための熱可塑性樹脂の使用を記載している。
Michaeliらは、熱可塑性ポリウレタン(TPUと呼ばれる)を用いたプルトルージョン成形法のための粉末技術の進展をCoatings & Composite Materials, No.19, p.37〜39, 1997に記載している。さらに、論文Processing and properties of thermoplastic polyurethane prepreg(Ma, C. C. M.; Chiang, C. L., Annual Technical Conference - Society of Plastics Engineers (1991), 49th 2065-9)では、溶剤および水を含有するTPU系をベースとする熱可塑性ポリウレタン(TPU)プリプレグが、開示されている。
2成分系ポリウレタン(2K−PUR)をベースとするマトリックスを有するプリプレグが、知られている。
2K−PURというカテゴリーは実質的に、従来の反応性ポリウレタン樹脂系を包含する。これは原則的に、2種の別個の成分から成る系である。一方の成分の主要成分が常にポリイソシアネートであるのに対し、第二の成分の場合にこれはポリオールまたはより最近の進展ではアミノ−ポリオール混合物もしくはアミン−ポリオール混合物でもある。両方の部分を、加工の直前に初めて相互に混合する。その後、重付加による化学硬化を行い、ポリウレタンまたはポリ尿素の網目構造が形成される。2成分系は、両方の成分の混合後に、限られた加工時間(可使時間、ポットライフ)を有する。それと言うのも反応の開始によって、徐々に粘度の上昇につながり、最終的には系のゲル化につながるからである。この際に多くの影響要素が、加工性の有効時間を決定づける:反応相手の反応性、触媒作用(Katalysierung)、濃度、溶解度、含水量、NCO/OH比率および周囲温度が、最も重要である(Lackharze, Stoye/Freitag, Hauser-Verlag 1996, p.210/212)。このような2K−PUR系をベースとするプリプレグの欠点は、プリプレグを複合材に加工するために使える時間が短いことである。このため、このようなプリプレグは、数時間にわたって貯蔵安定性ではなく、数日間にわたってなどなおさら、貯蔵安定性ではない。
以下では、2K−PUR系をベースとするポリウレタンプリプレグまたはポリウレタン複合材について説明する。K.Reckerの論文では、樹脂マット法(Harzmattenvefahren)のための2Kポリウレタン系の開発について、SMC部材のための加工特性を特に考慮しながら、報告されている(Baypreg - ein neuer POLYURETHAN-Werkstoff fuer das Harzmattenverfahren, Recker, Klaus, Kunststoffe-Plastics 8,1981)。
国際公開第2005/049301号(WO 2005/049301)は、触媒作用により活性化される2K−PUR系を開示しており、ここではポリイソシアネート成分およびポリオールが混合され、プルトルージョン成形によって複合材に加工される。
国際公開第2005/106155号(WO 2005/106155)には、長繊維射出(Long-Fiber-Injection、LFI)技術によって2Kポリウレタン系で製造される、建築産業のための繊維強化複合材が開示されている。
特開2004−196851号公報(JP 2004196851)には、炭素繊維と有機繊維、例えば麻から、ポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)および特別なOH基含有化合物をベースとする2K−PURから成るマトリックスを用いて製造される複合材が記載されている。
欧州特許出願公開第1319503号明細書(EP 1 319 503)は、2K−PUR樹脂で含浸した繊維積層体のために特別なポリウレタンカバー層を使用するポリウレタン複合材を記載しており、この積層体は、コア層(例えばペーパーハニカム)を取り囲んでいる。2K−PUR樹脂は、例えばMDIおよびポリプロピレントリオールとエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーのジオールとの混合物から成る。
国際公開第2003/101719号(WO 2003/101719)には、ポリウレタンベースの複合材およびその製造法が記載されている。これは、規定の粘度および特定のゲル化時間を有する2Kポリウレタン樹脂である。
2K−PUR系は同様に、“Fiber reinforced polyurethane composites: shock tolerant components with particular emphasis on armor plating”(Ratcliffe, Colin P.; Crane, Roger M.; Santiago, Armando L., AMD (1995), 211 (Innovative Processing and Characterization of Composite Materials), 29-37)およびFiber-reinforced polyurethane composites. I. Process feasibility and morphology(Ma, Chen Chi M.; Chen, Chin Hsing. International SAMPE Symposium and Exhibition (1992), 37 (Mater. Work. You 21st Century), 1062-74)で論述されている。
様々なバインダをベースとするものは別にして、湿分硬化性塗料は、その組成においても、その特性においても、大体において類似の2K系に相当する。原則的には、同じ溶剤、顔料、充填剤および助剤が使用される。2K塗料とは異なり、これらの系は安定性の理由から、その適用前に湿分を全く許容しない。
非反応性PURエラストマーをベースとする物理乾燥系も、公知である。これは、ジオールおよびジイソシアネート、好適にはMDI、TDI、HDIおよびIPDIから形成される、比較的高分子量で直鎖状の熱可塑性ウレタンである。このような熱可塑系は通常、非常に高い粘度を有し、このためまた非常に高い加工温度を有する。これによりプリプレグのための使用が、著しく困難になる。繊維複合構造(Faserverbunden)を有するプリプレグの製造に際して、反応性の系における粉末の使用は、どちらかと言えば通例のことではなく、これまで使用分野が限られていた。粉末を繊維表面上へ移動させるための最も慣用的な方法は多分、流動床法(流動床含浸(fluidized bed impregnation))である。上向きの流れによって粉末粒子は、流体に似た特性を有する状態になる。この方法は、欧州特許出願公開第590702号明細書(EP 590 702)で適用されている。その際に、各繊維束のストランドの撚りをばらばらに解き、流動床内で粉末により被覆される。ここで粉末は、反応性粉末と熱可塑性粉末との混合物から成り、このようにしてマトリックスの特性が最適化される。各ロービング(繊維の束)は最終的にまとめられ、複数の層が16barの圧力で約20分間、プレスされる。その温度は、250〜350℃の間にわたっている。ただし、流動床法ではしばしば、不規則な被覆につながり、特にストランドをばらばらに引き出さない場合には、そうである。
これについて米国特許出願公開第2004/0231598号明細書(US 20040231598)は、流動床法に似た作用をもたらす方法を提示している。ここでは気流が粒子を基材へと輸送し、特別な構成によって粉末の均一な堆積が起こる。
米国特許出願公開第2005/0215148号明細書(US 20050215148)は、別の方法を記載している。ここでは、先に言及した装置によって、繊維上に均一な粉末の分布が達成される。ここでその粒径は、1〜2000μmに達する。幾つかの試験では、片面または両面で被覆される。粉末が均一に施与されることにより、引き続くプリプレグのプレス後に、空気含有物を有していない積層体が製造される。
さらなる文献、国際公開第2006/043019号(WO 2006/043019)は、エポキシを末端基とする樹脂およびアミノを末端基とする樹脂の、粉末形態での適用を記載している。ここでは粉末が混合され、繊維上に施与される。引き続き、粒子を焼結させる。その粒径は、1〜3000μm、しかしながら好適には1〜150μmである。
このように粒径をより小さな直径に制限することは、ミシガン州立大学の研究によっても推奨されている。ここでは、小さな直径を有する粒子が、大きな直径を有する粒子よりも、各フィラメント間の空隙に侵入することができるという理論である(S. Padaki, L.T. Drzal: a simulation study on the effects of particle size on the consolidation of polymer powder impregnated tapes, Department of Chemical Engineering, Michigan State University, Composites: Part A (1999), p. 325〜337)。
プリプレグ技術に加えて、別の従来の方法でも反応性粉末系が使用され、例えばワインディング技術(M.N. Ghasemi Nejhad, K.M. Ikeda: Design, manufacture and characterization of composites using on-line recycled thermoplastic powder impregnation of fibres and in-situ filament winding, Department of Mechanical Engineering, University of Hawaii at Manoa, Journal of Thermoplastic Composite Materials, Vol. 11, p. 533〜572, 1998年11月)またはプルトルージョン成形法でも使用される。プルトルージョン成形法のためには例えば、繊維ロープ(トウプレグ(Towpreg))を粉末で被覆し、まずいわゆるトウプレグとして巻取り、保管する。製造のための可能性は、SAMPE Journalの論文に記載されている(R.E. Allred, S. P. Wesson, D. A. Babow: powder impregnation studies for high temperature towpregs, Adherent Technologies, SAMPE Journal, Vol. 40, No. 6, p.40〜48、2004年11月/12月)。さらなる調査において、このようなトウプレグは、プルトルージョン成形法によって一緒にプレスされ、材料部材へと硬化される(N.C. Parasnis, K. Ramani, H.M. Borgaonkar: Ribbonizing of electrostatic powder spray impregnated thermoplastic tows by pultrusion, School of Mechanical Engineering, Purdue University, composites, Part A, Applied science and manufacturing, Vol. 27, p. 567〜574, 1996)。トウプレグの製造および引き続くプルトルージョン成形法でのプレスは既に、熱硬化系によって行われているのだが、この方法ではこれまで、大部分で熱可塑系のみが使用される。
貯蔵安定性のポリウレタンプリプレグおよびこのプリプレグから製造される成形体は、独国特許出願公開第102009001793号明細書(DE 102009001793)および独国特許出願公開第102009001806号明細書(DE 102009001806)から公知である。独国特許出願公開第102009001793号明細書(DE 102009001793)および独国特許出願公開第102009001806号明細書(DE 102009001806)には、A)少なくとも1種の繊維基材、およびB)マトリックス材料としての、少なくとも1種の反応性粉末状ポリウレタン組成物から実質的に構成されている貯蔵安定性のプリプレグの製造方法が記載されており、この組成物は、少なくとも1種のポリウレタン成分と、少なくとも1種の樹脂成分とから成るものである。独国特許出願公開第102010029355号明細書(DE 102010029355)の対象は、ポリウレタンプリプレグ系の溶融塗布であり、独国特許出願公開第102010030233号明細書(DE 102010030233)には、メアンダ状ポリウレタンプリプレグ系が記載されている。独国特許出願公開第102010030234号明細書(DE 102010030234)は、溶剤含有ポリウレタンプリプレグ系を詳述している。独国特許出願公開第102010041239号明細書(DE 102010041239)は、着色されたポリウレタンプリプレグ系を特許請求している。独国特許出願公開第102010041256号明細書(DE 102010041256)は、シートに固定されたポリウレタンプリプレグ系を取り扱い、その一方で独国特許出願公開第102010041243号明細書(DE 102010041243)は、50%未満の繊維体積含有率を有するポリウレタンプリプレグ系を記載している。独国特許出願公開第102011006163号明細書(DE102011006163)は、液状樹脂成分の使用を記載している。
これら全ての文献に共通するのは、そこに記載されたマトリックス調製物が、ポリウレタン成分および樹脂成分から成るということである。
国際公開第98/50211号(WO 98/50211) 米国特許第4,992,228号明細書(US 4,992,228) 米国特許第5,080,857号明細書(US 5,080,857) 米国特許第5,427,725号明細書(US 5,427,725) 英国特許出願公開第2007676号明細書(GB 2007676) 英国特許出願公開第2182074号明細書(GB 2182074) 欧州特許出願公開第309221号明細書(EP 309 221) 欧州特許出願公開第297674号明細書(EP 297 674) 国際公開第89/04335号(WO 89/04335) 米国特許第5,532,296号明細書(US 5,532,296) 米国特許第4,377,657号明細書(US 4,377,657) 米国特許第4,757,120号明細書(US 4,757,120) 国際公開第2006/043019号(WO 2006/043019) 米国特許出願公開第2004/0231598号明細書(US 2004/0231598) 国際公開第98/31535号(WO 98/31535) 国際公開第99/64216号(WO 99/64216) 欧州特許出願公開第0590702号明細書(EP 0590702) 国際公開第2005/091715号(WO 2005/091715) 国際公開第2005/049301号(WO 2005/049301) 国際公開第2005/106155号(WO 2005/106155) 特開2004−196851号公報(JP 2004196851) 欧州特許出願公開第1319503号明細書(EP 1 319 503) 国際公開第2003/101719号(WO 2003/101719) 米国特許出願公開第2005/0215148号明細書(US 20050215148) 独国特許出願公開第102009001793号明細書(DE 102009001793) 独国特許出願公開第102009001806号明細書(DE 102009001806) 独国特許出願公開第102010029355号明細書(DE 102010029355) 独国特許出願公開第102010030233号明細書(DE 102010030233) 独国特許出願公開第102010030234号明細書(DE 102010030234) 独国特許出願公開第102010041239号明細書(DE 102010041239) 独国特許出願公開第102010041256号明細書(DE 102010041256) 独国特許出願公開第102010041243号明細書(DE 102010041243) 独国特許出願公開第102011006163号明細書(DE102011006163) 欧州特許出願公開第669353号明細書(EP 669 353) 米国特許第4,476,054号明細書(US 4,476,054) 米国特許第4,912,210号明細書(US 4,912,210) 米国特許第4,929,724号明細書(US 4,929,724) 欧州特許出願公開第417603号明細書(EP 417 603) 欧州特許出願公開第669354号明細書(EP 669 354) 独国特許出願公開第3030572号明細書(DE 30 30 572) 欧州特許出願公開第639598号明細書(EP 639 598) 欧州特許出願公開第803524号明細書(EP 803 524)
Michaeliら, Coatings & Composite Materials, No.19, p.37〜39, 1997 Ma, C. C. M.; Chiang, C. L., "Processing and properties of thermoplastic polyurethane prepreg", Annual Technical Conference - Society of Plastics Engineers (1991), 49th 2065-9 Lackharze, Stoye/Freitag, Hauser-Verlag 1996, p.210/212 "Baypreg - ein neuer POLYURETHAN-Werkstoff fuer das Harzmattenverfahren", Recker, Klaus, Kunststoffe-Plastics 8,1981 "Fiber reinforced polyurethane composites: shock tolerant components with particular emphasis on armor plating", Ratcliffe, Colin P.; Crane, Roger M.; Santiago, Armando L., AMD (1995), 211 (Innovative Processing and Characterization of Composite Materials), 29-37 "Fiber-reinforced polyurethane composites. I. Process feasibility and morphology", Ma, Chen Chi M.; Chen, Chin Hsing. International SAMPE Symposium and Exhibition (1992), 37 (Mater. Work. You 21st Century), 1062-74 S. Padaki, L.T. Drzal, "a simulation study on the effects of particle size on the consolidation of polymer powder impregnated tapes", Department of Chemical Engineering, Michigan State University, Composites: Part A (1999), p. 325〜337 M.N. Ghasemi Nejhad, K.M. Ikeda, "Design, manufacture and characterization of composites using on-line recycled thermoplastic powder impregnation of fibres and in-situ filament winding", Department of Mechanical Engineering, University of Hawaii at Manoa, Journal of Thermoplastic Composite Materials, Vol. 11, p. 533〜572, 1998年11月 R.E. Allred, S. P. Wesson, D. A. Babow, "powder impregnation studies for high temperature towpregs", Adherent Technologies, SAMPE Journal, Vol. 40, No. 6, p.40〜48、2004年11月/12月 N.C. Parasnis, K. Ramani, H.M. Borgaonkar, "Ribbonizing of electrostatic powder spray impregnated thermoplastic tows by pultrusion", School of Mechanical Engineering, Purdue University, composites, Part A, Applied science and manufacturing, Vol. 27, p. 567〜574, 1996 "Composites Technologien", Paolo Ermanni (Version 4), Script zur Vorlesung ETH Zuerich, 2007年8月, 7章 J. Prakt. Chem. 336 (1994) 185〜200 "Composites Technologien", Paolo Ermanni (Version 4), Script zur Vorlesung ETH Zuerich, 2007年8月、4.2.2章
本発明の課題は、ポリウレタン組成物をベースとし、問題なく取り扱い可能なポリウレタンベースのプリプレグ系のより単純な製造方法を見出すことであった。本発明のさらなる課題は、単純な方法で製造可能な、ポリウレタンマトリックス材料を有するプリプレグを見出すことであり、ここでの主眼は、プリプレグの取り扱いおよび貯蔵性に向けられるべきであった。複合材部材の製造に際して、充分な繊維体積含有率を有する繊維基材の濡れを保証するために、未架橋のマトリックス材料の調製物の粘度が充分に低ければ、プリプレグ製造にとって有利であろう。
意外なことに、その際に樹脂成分を有さない反応性ポリウレタン成分のみを使用し、かつTg<40℃であれば、含浸された、反応性の貯蔵安定性ポリウレタンプリプレグの分野において、記載したこれらの適用は特に有利に実現可能なことが判明した。ここで加工技術的な利点は、プリプレグの製造に際して、ならびに引き続く複合材部材へのプレスに際して、より容易な加工性という意味で明らかになる。後続の複合材へのプレスに際して、1Kポリウレタン組成物は、層内における改善されたレベリング、ひいては優れた材料特性につながる。
加えて、より高温でマトリックス材料の粘度がより低いことによって、複合材部材へのプレスをより低い圧力で実施することができ、このことが製造を容易にする。
こうして、例えば独国特許出願公開第102011006163号明細書(DE102011006163)に記載された加工特性と少なくとも同等の、またそれよりも改善された加工特性を有するプリプレグが得られ、このプリプレグは、建築産業、自動車産業、航空宇宙産業、エネルギー産業(風力発電プラント)の分野でならびに舟艇および船舶建造(Boots- und Schiffbau)における多種多様な適用のための高性能複合材を製造するために使用することができる。本発明により使用可能な反応性ポリウレタン組成物は、環境に優しく、コスト的に有利であり、良好な機械的特性を有し、容易に加工することができ、硬化後に良好な耐候性、例えば硬度と可撓性とのバランスのとれた比率に優れている。
本発明の対象は、
A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成されるプリプレグであって、
40℃未満のTgを有する前記ポリウレタン組成物が、実質的に内部ブロックされたかつ/またはブロック剤によってブロックされたジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートおよび/またはこれらの重付加化合物を含有する、プリプレグである。
ガラス転移温度Tgおよび融点は、DIN EN ISO 11357-1およびDIN 53765に従って測定する。
本発明によるプリプレグは、室温への冷却後、室温で非常に高い貯蔵安定性を示す。この貯蔵安定性は、含まれる反応性ポリウレタン組成物および触媒反応に応じて、室温で少なくとも数日であるが、しかしこのプリプレグは通常、40℃以下で数週間または数ヶ月でさえも貯蔵安定性である。こうして製造されるプリプレグはたいてい粘着性ではなく、そのため非常に良好に取り扱い可能であり、さらに加工できる。よって、本発明により使用される反応性または高反応性ポリウレタン組成物は、繊維基材上での非常に良好な接着および分布を示す。
プリプレグを、例えば高めた温度でのプレスによって複合材(コンポジット)にさらに加工する間に、繊維基材の非常に良好な含浸は、その際に液状で粘度の低い反応性または高反応性ポリウレタン組成物が架橋反応前に、前記基材の繊維を非常に良好に濡らした結果として行われ、その後、高めた温度での反応性または高反応性ポリウレタン樹脂の架橋反応によってゲル化が起こるか、または完全なポリウレタンマトリックスが硬化乾燥する。
使用する反応性または高反応性ポリウレタン組成物および場合によって添加される触媒の組成に応じて、複合材部材製造の際の架橋反応の速度も、マトリックスの特性も、広い範囲で変えることができる。
本発明の範囲においてマトリックス材料は、プリプレグの製造に使用する反応性または高反応性ポリウレタン組成物と定義され、プリプレグの説明の場合には、本発明による方法によって繊維上に施与された、なおも反応性または高反応性のポリウレタン組成物と定義される。
マトリックスは、反応性または高反応性ポリウレタン組成物から成り、複合材中で架橋したマトリックス材料と定義されている。
基材(Traeger)
本発明における繊維基材は、繊維状材料から成る(しばしば強化繊維とも呼ばれる)。一般的に、繊維から成るあらゆる材料が適しているが、しかしながら好ましくは、ガラス、炭素、プラスチック、例えばポリアミド(アラミド)もしくはポリエステル、天然繊維、または無機繊維材料、例えばバサルト繊維もしくはセラミック繊維(酸化アルミニウムおよび/または酸化ケイ素をベースとする酸化物繊維)製の繊維状材料を使用する。繊維タイプの混合物、例えばアラミド繊維とガラス繊維との織布組み合わせ、または炭素とガラス繊維との織布組み合わせも使用できる。同様に、様々な繊維基材を含むプリプレグを用いてハイブリッド複合材部材が製造できる。
ガラス繊維は、主にその値段が比較的安いため、最もよく使用される繊維タイプである。ここで原則的には、ガラスベースのあらゆる種類の強化繊維が適している(Eガラス繊維、Sガラス繊維、Rガラス繊維、Mガラス繊維、Cガラス繊維、ECRガラス繊維、Dガラス繊維、ARガラス繊維または中空ガラス繊維)。炭素繊維は一般的に、高性能コンポジットにおいて使用され、ここではまた、高い強度と同時に、ガラス繊維に比べて低い密度が重要な要因である。炭素繊維(カーボン繊維とも)は、炭素含有出発材料から工業的に製造される繊維であり、この出発材料は熱分解によって黒鉛状に配列された炭素へと変換される。等方性タイプと、異方性タイプとが区別される:等方性繊維は、僅かな強度しか有さず、工業的意義は比較的少ない。異方性繊維は、小さい破断点伸びと同時に、高い強度および剛性を示す。ここで天然繊維とは、植物性および動物性の材料から得られるあらゆる紡織繊維および繊維材料を言う(例えば木質繊維、セルロース繊維、木綿繊維、麻繊維、ジュート繊維、亜麻繊維、サイザル麻繊維、竹繊維)。アラミド繊維は、炭素繊維と同様に、負の熱膨張係数を有し、つまり、加熱の際に短くなる。これらの比強度およびこれらの弾性率は、炭素繊維よりも明らかに低い。マトリックス樹脂の正の熱膨張係数と組み合わせて、高い寸法安定性を有する部材が作製できる。炭素繊維強化プラスチックと比べて、アラミド繊維コンポジットの圧縮強度は、明らかに低い。アラミド繊維のために知られた商標名は、DuPontのNomex(登録商標)およびKevlar(登録商標)、またはTeijinのTeijinconex(登録商標)、Twaron(登録商標)およびTechnora(登録商標)である。ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維またはセラミック繊維製の基材が、特に適しており、好ましい。繊維状材料は、繊維シート状構造物(textiles Flaechengebilde)である。不織布製の繊維シート状構造物、またいわゆる編物(Maschenware)、例えばよこメリヤスおよびたてメリヤス(Gewirke und Gestricke)、しかしまた不編物(nicht maschige Gebinde)、例えば織布、スクリムまたは組み物(Geflechte)が適している。さらに、基材としては長繊維材料と短繊維材料が区別される。本発明によれば同様に、ロービングおよびヤーンが適している。上記あらゆる材料が、本発明の範囲において繊維基材として適している。強化繊維に関する概観は、“Composites Technologien”, Paolo Ermanni (Version 4), Script zur Vorlesung ETH Zuerich, 2007年8月, 7章に記載されている。
マトリックス材料
原則的には、その他の室温で貯蔵安定性の反応性ポリウレタン組成物も全て、マトリックス材料として適している。適切なポリウレタン組成物は、本発明により一時的に不活性化された、すなわち内部ブロックされたかつ/またはブロック剤によってブロックされたジイソシアネートまたはポリイソシアネートを含有する。
本発明により使用するジイソシアネートおよびポリイソシアネートは、任意の芳香族、脂肪族、脂環式、および/または(環式)脂肪族のジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートから成っていてよい。
芳香族ジイソシアネートまたはポリイソシアネートとしては原則的に、あらゆる公知の芳香族化合物が適している。特に適しているのは、1,3−および1,4−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、2,6−トルイレンジイソシアネート、2,4−トルイレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4’−MDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、モノメリックジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とオリゴメリックジフェニルメタンジイソシアネート(ポリマーMDI)との混合物、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートおよびトリイソシアナトトルエンである。
適切な脂肪族ジイソシアネートまたはポリイソシアネートは、有利には3〜16個の炭素原子、好適には4〜12個の炭素原子を、直鎖状または分枝状アルキレン基中に有し、適切な脂環式または(環式)脂肪族ジイソシアネートは有利には、4〜18個の炭素原子、好適には6〜15個の炭素原子を、シクロアルキレン基中に有する。
(環式)脂肪族ジイソシアネートは、例えばイソホロンジイソシアネートの場合のように、NCO基が同時に環と脂肪族基とに結合されたものであることが、当業者であれば充分に理解できる。これに対して脂環式ジイソシアネートとは、脂環式環に直接結合されたNCO基のみを有するものであると理解される、例えばH12MDI。
適切な脂肪族ジイソシアネートまたはポリイソシアネートは、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、エチルシクロヘキサンジイソシアネート、プロピルシクロヘキサンジイソシアネート、メチルジエチルシクロヘキサンジイソシアネート、プロパンジイソシアネート、ブタンジイソシアネート、ペンタンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート、ヘプタンジイソシアネート、オクタンジイソシアネート、ノナンジイソシアネート、ノナントリイソシアネート、例えば4−イソシアナトメチル−1,8−オクタンジイソシアネート(TIN)、デカンジイソシアネートおよびデカントリイソシアネート、ウンデカンジイソシアネートおよびウンデカントリイソシアネート、ドデカンジイソシアネートおよびドデカントリイソシアネートである。同様に適しているのは、4−メチル−シクロヘキサン−1,3−ジイソシアネート、2−ブチル−2−エチルペンタメチレン−ジイソシアネート、3(4)−イソシアナトメチル−1−メチルシクロヘキシルイソシアネート、2−イソシアナトプロピルシクロヘキシル−イソシアネート、2,4’−メチレンビス(シクロヘキシル)ジイソシアネート、1,4−ジイソシアナト−4−メチル−ペンタンである。
もちろん、ジイソシアネートとポリイソシアネートとの混合物を使用することもできる。
さらに、上記ジイソシアネートもしくはポリイソシアネートまたはこれらの混合物から、ウレタン構造、アロファネート構造、尿素構造、ビウレット構造、ウレトジオン構造、アミド構造、イソシアヌレート構造、カルボジイミド構造、ウレトンイミン構造、オキサジアジントリオン構造またはイミノオキサジアジンジオン構造による結合によって製造可能なオリゴイソシアネートまたはポリイソシアネートを、使用するのが好ましい。特に適しているのは、イソシアヌレート、特にIPDIおよび/またはHDIからのイソシアヌレートである。
本発明により使用されるポリイソシアネートは、ブロックされている。
この場合に、本発明による反応性ポリウレタン組成物である。
そのために考慮されるのは、外部ブロック剤、例えばアセト酢酸エチルエステル、ジイソプロピルアミン、メチルエチルケトオキシム、マロン酸ジエチルエステル、ε−カプロラクタム、1,2,4−トリアゾール、フェノールもしくは置換フェノールおよび3,5−ジメチルピラゾールである。
使用するのが好ましいポリイソシアネートは、イソシアヌレート部分と、ε−カプロラクタムでブロックされたイソシアネート構造とを有する、IPDI付加物である。
内部ブロック化も可能であり、これを使用するのが好ましい。内部ブロック化は、ウレトジオン構造による二量体形成を介して行われ、この構造を高めた温度で再度、もともと存在するイソシアネート構造に解離させ、これによってバインダとの架橋が始まる。
反応性ポリウレタン組成物は任意で、さらなる触媒を含有することができる。これは有機金属触媒、例えばジラウリン酸ジブチルスズ(DBTL)、スズオクトエート、ビスマスネオデカノエート、または第三級アミン、例えば1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンであり、その量は0.001〜1質量%である。本発明により使用するこの反応性ポリウレタン組成物は通常の条件の場合、例えばDBTL触媒反応によって160℃以上、通常は約180℃以上で、硬化する。
反応性ポリウレタン組成物を製造するためには、粉体塗料技術で慣用の添加剤、例えばレベリング剤、例えばポリシリコーンまたはアクリレート、光安定剤、例えば立体障害性アミン、または例えば欧州特許出願公開第669353号明細書(EP 669 353)に記載されたようなその他の助剤を、0.05〜5質量%の合計量で添加することができる。充填剤および顔料、例えば二酸化チタンまたは染料は、組成物全体の50質量%までの量で、添加することができる。
本発明の範囲において反応性(変法I)とは、上述のような、本発明により使用する反応性ポリウレタン組成物が、160℃以上の温度で、具体的には基材の種類に応じて、硬化することを意味する。
本発明により使用する反応性ポリウレタン組成物は通常の条件の場合、例えばDBTL触媒反応によって160℃以上、通常は約180℃以上で、硬化する。本発明により使用するポリウレタン組成物の硬化時間は通常、5〜60分以内である。
本発明では、高反応性ウレトジオン基含有重付加化合物a)を含有する、Tg<40℃であるポリウレタン組成物B)を使用するのが好ましい。
本発明では、
a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式のウレトジオン基含有ポリイソシアネートと、ヒドロキシ基含有化合物との重付加反応をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、
b)場合により、少なくとも1種の触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤
を実質的に含有する、Tg<40℃であるポリウレタン組成物B)を使用するのが好ましい。
ウレトジオン基含有ポリイソシアネートはよく知られており、例えば米国特許第4,476,054号明細書(US 4,476,054)、米国特許第4,912,210号明細書(US 4,912,210)、米国特許第4,929,724号明細書(US 4,929,724)および欧州特許出願公開第417603号明細書(EP 417 603)に記載されている。イソシアネートをウレトジオンへと二量体化する工業的に重要な方法についての包括的な概観は、J. Prakt. Chem. 336 (1994) 185〜200により得られる。一般的にウレトジオンへのイソシアネートの変換は、可溶性二量化触媒、例えばジアルキルアミノピリジン、トリアルキルホスフィン、リン酸トリアミドまたはイミダゾールの存在下で行われる。この反応(任意で溶剤中で、しかしながら溶剤の不在下で行うのが好ましい)は、所望の変換率に達したら、触媒毒の添加によって停止させる。過剰なモノメリックイソシアネートは引き続き、ショートパス蒸発(Kurzwegverdampfung)によって分離する。触媒が充分に揮発性であれば、反応混合物からモノマー分離の過程で触媒を取り除くことができる。触媒毒の添加は、この場合には、省略することができる。基本的に、ウレトジオン基含有ポリイソシアネートを製造するためには、幅広い種類のイソシアネートが適している。上記ジイソシアネートおよびポリイソシアネートを使用することができる。しかしながら、任意の脂肪族、脂環式および/または(環式)脂肪族のジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートからのジイソシアネートおよびポリイソシアネートが、好ましい。
イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、単独でまたは異性体混合物での4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,2’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)を単独でまたは混合物で、ウレトジオン製造のために使用するのが、好ましい。
極めて特に好ましくは、IPDI、HDI、TMDIおよびH12MDIを、単独でまたは混合物で使用する。特に好ましい実施形態では、IPDIおよび/または4,4’−H12MDIおよび/またはHDIおよび/または2,2,4−TMDIと2,4,4TMDIとの混合物を使用する。
極めて特に好ましくは、IPDIおよび/またはHDIのウレトジオンを使用する。
任意のウレトジオンの混合物も使用することができる。
これらのウレトジオン基含有ポリイソシアネートを、ウレトジオン基含有ポリウレタン組成物へと変換することは、遊離NCO基と、ヒドロキシ基含有モノマーまたはポリマー、例えばポリエステル、ポリチオエーテル、ポリエーテル、ポリカプロラクタム、ポリエポキシド、ポリエステルアミド、ポリウレタンまたは連鎖延長剤としての低分子のジアルコール、トリアルコールおよび/またはテトラアルコールおよび任意で、連鎖停止剤としてのモノアミンおよび/またはモノアルコールとの反応を含み、これは既にしばしば記載されている(欧州特許出願公開第669353号明細書(EP 669 353)、欧州特許出願公開第669354号明細書(EP 669 354)、独国特許出願公開第3030572号明細書(DE 30 30 572)、欧州特許出願公開第639598号明細書(EP 639 598)または欧州特許出願公開第803524号明細書(EP 803 524))。
好ましいウレトジオン基含有重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率を有し、かつ3〜25質量%、好ましくは6〜18質量%のウレトジオン基含有率を有する(C222、分子量84として算出)。ポリエステルおよびモノマーのジアルコールまたはポリアルコールが好ましい。ウレトジオン基以外に、ポリウレタン組成物はまた、イソシアヌレート構造、ビウレット構造、アロファネート構造、ウレタン構造および/または尿素構造を有することができる。
ウレトジオン基含有重付加化合物を形成するための反応において、潜在性NCO基と遊離NCO基との合計と、イソシアネートに対して反応性の反応相手(例えばポリオール)との比率が、NCO(遊離+潜在性)/OH=1.8:1から1:1.8、特に好ましくは1.2:1から1:1.2であるように選択する。
その際、この工程では遊離NCO基のみが反応し、潜在性NCO基は反応しない。このために、反応温度は120℃を超えてはならず、好ましくは80℃の温度を超えてはならない。
ウレトジオン含有重付加化合物a)の製造は、適切な装置、例えば加熱可能な撹拌槽、混練機、または押出成形機で行うことができる。この際にはまた、b)のような慣用のPUR触媒(下記参照)、および/または非プロトン性溶剤を使用することもできる。ここでその例を挙げる:ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(テトラヒドロフラン)、エステル(n−プロピルアセテート、n−ブチルアセテート、イソブチルアセテート、1,2−プロピレンカーボネート、プロピレングリコール−メチルエーテル−アセテート)。
本発明による反応性ポリウレタン組成物B)中には任意で、さらなる触媒b)が含有されていてよい。これは有機金属触媒、例えばジラウリン酸ジブチルスズ、亜鉛オクトエート、ビスマスネオデカノエート、または第三級アミン、例えば1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンであり、その量は0.001〜1質量%である。本発明により使用する反応性ポリウレタン組成物は、繊維の含浸後、通常は例えばDBTL触媒反応によって、160℃以上、通常は約180℃以上で硬化され、これを変法Iと呼ぶ。
本発明による反応性ポリウレタン組成物を製造するためには、塗料技術、接着剤技術および封止剤技術で慣用の添加剤c)、例えばレベリング剤、例えばポリシリコーンまたはアクリレート、光安定剤、例えば立体障害性アミン、または例えば欧州特許出願公開第669353号明細書(EP 669 353)に記載されたようなその他の助剤を、0.05〜5質量%の合計量で添加することができる。充填剤および顔料、例えば二酸化チタンは、組成物全体の30質量%までの量で、添加することができる。
本発明により使用する反応性1Kポリウレタン組成物は、非常に良好なレベリングをもたらし、これによって繊維への良好な含浸性、および硬化した状態で優れた耐薬品性をもたらす。脂肪族架橋剤(例えばIPDIまたはH12MDI)を使用する場合、さらにまた、良好な耐候性が達成される。
特に好ましくは本発明において、
B)Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物
から成る1Kポリウレタン組成物B)を使用し、この1Kポリウレタン組成物は、
a)少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、および
b)場合により、少なくとも1種のPUR触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
e)
e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
を実質的に含有する。
極めて特に好ましくは、
B)Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物から成る1Kポリウレタン組成物B)を使用し、この1Kポリウレタン組成物は、
a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式ウレトジオン基含有ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有化合物との重付加化合物をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、および
b)場合により、少なくとも1種のPUR触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
e)
e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
を実質的に含有する。
本発明により使用するこれらの高反応性ポリウレタン組成物は、好ましくは100〜160℃の温度で硬化され、これを変法IIと呼ぶ。
d)およびe)の特別な触媒は、低温でのウレトジオン基含有ポリウレタン組成物の硬化を保証する。よってウレトジオン基含有ポリウレタン組成物は、高反応性である。
ウレトジオン基含有重付加化合物a)としては、前述のものを使用する。
成分b)およびc)は、前述のように使用する。
d)の触媒としては、対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩、好ましくはテトラアルキルアンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩を使用する。その例は、以下のものである:
テトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムプロピオネート、テトラメチルアンモニウムブチレート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラエチルアンモニウムホルメート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムプロピオネート、テトラエチルアンモニウムブチレート、テトラエチルアンモニウムベンゾエート、テトラプロピルアンモニウムホルメート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムプロピオネート、テトラプロピルアンモニウムブチレート、テトラプロピルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルアンモニウムホルメート、テトラブチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムプロピオネート、テトラブチルアンモニウムブチレートおよびテトラブチルアンモニウムベンゾエート、およびテトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムホルメートおよびエチルトリフェニルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニウムフェノレートおよびトリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリブチルアンモニウムメタノラート、メチルトリエチルアンモニウムメタノラート、テトラメチルアンモニウムメタノラート、テトラエチルアンモニウムメタノラート、テトラプロピルアンモニウムメタノラート、テトラブチルアンモニウムメタノラート、テトラペンチルアンモニウムメタノラート、テトラヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクチルアンモニウムメタノラート、テトラデシルアンモニウムメタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムメタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムメタノラート、トリエチルメチルアンモニウムメタノラート、トリメチルビニルアンモニウムメタノラート、メチルトリブチルアンモニウムエタノラート、メチルトリエチルアンモニウムエタノラート、テトラメチルアンモニウムエタノラート、テトラエチルアンモニウムエタノラート、テトラプロピルアンモニウムエタノラート、テトラブチルアンモニウムエタノラート、テトラペンチルアンモニウムエタノラート、テトラヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクチルアンモニウムエタノラート、テトラデシルアンモニウムエタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムエタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムエタノラート、トリエチルメチルアンモニウムエタノラート、トリメチルビニルアンモニウムエタノラート、メチルトリブチルアンモニウムベンジラート、メチルトリエチルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムベンジラート、テトラエチルアンモニウムベンジラート、テトラプロピルアンモニウムベンジラート、テトラブチルアンモニウムベンジラート、テトラペンチルアンモニウムベンジラート、テトラヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクチルアンモニウムベンジラート、テトラデシルアンモニウムベンジラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクタデシルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリメチルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリエチルアンモニウムベンジラート、トリメチルフェニルアンモニウムベンジラート、トリエチルメチルアンモニウムベンジラート、トリメチルビニルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリド、ベンジルトリメチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリプロピルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリプロピルアンモニウムクロリド、メチルトリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリフェニルアンモニウムクロリド、フェニルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリプロピルアンモニウムブロミド、ベンジルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリプロピルアンモニウムブロミド、メチルトリエチルアンモニウムブロミド、メチルトリフェニルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリエチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリプロピルアンモニウムヨージド、ベンジルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリプロピルアンモニウムヨージド、メチルトリエチルアンモニウムヨージド、メチルトリフェニルアンモニウムヨージドおよびフェニルトリメチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリドおよびベンジルトリメチルアンモニウムフルオリド。これらの触媒は、単独でまたは任意の混合物で添加することができる。テトラエチルアンモニウムベンゾエートおよび/またはテトラブチルアンモニウムヒドロキシドを使用するのが好ましい。
触媒d)の割合は、ポリウレタン組成物の調製物全体を基準として0.1〜5質量%、好ましくは0.3〜2質量%であり得る。
本発明による変法は、このような触媒d)を、重付加化合物a)の官能基と結合させることを含む。これらの触媒はさらに、不活性シェルで取り囲まれ、それによってカプセル化されていてよい。
助触媒e1)としては、エポキシドを使用する。ここで考慮されるのは例えば、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族エポキシド、ビスフェノールAをベースとするジグリシジルエーテルおよび/またはグリシジルメタクリレートである。このようなエポキシドの例は、トリグリシジルイソシアヌレート(TGIC、市販名:Araldit 810、Huntsman)、テレフタル酸ジグリシジルエステルとトリメリット酸トリグリシジルエステルとの混合物(市販名:Araldit PT 910および912、Huntsman)、バーサチック酸のグリシジルエステル(市販名:Kardura E10、Shell)、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(ECC)、ビスフェノールAをベースとするジグリシジルエーテル(市販名:EPIKOTE 828、Shell)、エチルヘキシルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、ペンタエリトリットテトラグリシジルエーテル(市販名:Polypox R 16、UPPC AG)ならびに遊離エポキシ基を有するその他のPolypoxタイプである。混合物も、使用することができる。テレフタル酸ジグリシジルエステルとトリメリット酸トリグリシジルエステルとの混合物(ARALDIT PT 910および/または912)を使用するのが好ましい。
助触媒e2)としては、金属アセチルアセトネートが考慮される。その例は、単独または混合物での、亜鉛アセチルアセトネート、リチウムアセチルアセトネートおよびスズアセチルアセトネートである。亜鉛アセチルアセトネートを使用するのが好ましい。
助触媒e2)としてはさらに、第四級アンモニウムアセチルアセトネートまたは第四級ホスホニウムアセチルアセトネートが考慮される。
このような触媒の例は、テトラメチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラブチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラメチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラエチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラブチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルホスホニウムアセチルアセトネートである。特に好ましくは、テトラエチルアンモニウムアセチルアセトネートおよび/またはテトラブチルアンモニウムアセチルアセトネートを使用する。もちろん、これらの触媒の混合物を使用することもできる。
助触媒e1)および/またはe2)の割合は、マトリックス材料の調製物全体を基準として0.1〜5質量%、好ましくは0.3〜2質量%であり得る。
本発明の範囲において高反応性(変法II)とは、本発明により使用するウレトジオン基含有ポリウレタン組成物B)が、100〜220℃の温度で、具体的には基材の種類に応じて、硬化することを意味する。この硬化温度は好ましくは、120〜180℃、特に好ましくは130〜140℃である。本発明により使用するポリウレタン組成物の硬化時間は通常、1〜60分以内である。本発明により使用する高反応性の、ひいては低温で硬化する1Kポリウレタン組成物B)によって、100〜160℃の硬化温度では、エネルギーおよび硬化時間が節約できるだけではなく、熱感受性の多くの基材も使用することができる。
本発明により使用する反応性または高反応性ポリウレタン組成物は、非常に良好なレベリングをもたらし、これによって良好な含浸性、および硬化した状態で優れた耐薬品性をもたらす。脂肪族架橋剤(例えばIPDIまたはH12MDI)を使用する場合、さらにまた、良好な耐候性が達成される。
本発明により製造されるプリプレグ、ならびに複合材部材は、10%超、好ましくは50〜70%、特に好ましくは50〜65%の繊維体積含有率を有する。
ポリウレタン組成物B)は、液状、高粘稠または固体状であり得る。1Kポリウレタン組成物は通常、少なくとも30℃、しかしながら最大39℃のTgまたは融点を有する。
本発明により使用する反応性または高反応性ポリウレタン組成物は通常、反応性ポリウレタン組成物の場合には160℃超で初めて、または高反応性ポリウレタン組成物の場合には100℃超で反応して架橋ポリウレタンになり、これによって複合材のマトリックスを形成する。このことは、本発明によるプリプレグがその製造後に、基材と、未架橋であるが、反応性の形態で存在する、施与された反応性ポリウレタン組成物とから構成されていることを意味する。
つまりプリプレグは、通常は数日、それどころか数週間および数ヶ月にわたって貯蔵安定性であり、このためいつでも複合材へとさらに加工することができる。これは、反応性ではあるが貯蔵安定性ではない既に上記した2成分系との実質的な相違点である。それと言うのも上記2成分系は、施与後にはただちにポリウレタンへと反応し、かつ架橋し始めるからである。
本発明の対象はまた、
A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)Tg<40℃である、少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成されるプリプレグを、
I.ポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
II.繊維基材A)を、任意で溶剤中に溶解されている、ポリウレタン組成物B)に含浸し、
III.かつ場合により、溶剤を除去することによって、
製造する方法である。
プリプレグを製造するための方法の原理は、まず反応性ポリウレタン組成物B)を、組成物の各成分から、任意で適切な共通の溶剤中で、製造することにある。反応性ポリウレタン組成物B)および任意で溶剤とのこの組み合わせを、その後、好ましくは反応性ポリウレタン組成物B)の製造直後に、繊維基材A)に施与し、その際に繊維基材を浸漬/含浸する。続いて任意の溶剤を、場合によっては除去する。溶剤は好ましくは、低温、好ましくは<160℃、特に好ましくは<100℃で、例えば熱処理または真空適用によって完全に除去する。
その後、貯蔵可能なプリプレグは、後の時点で複合材へとさらに加工することができる。本発明による方法によって、繊維基材は非常に良好に含浸される。
プリプレグを製造するためのポリウレタン組成物B)の製造は、適切な装置、例えば加熱可能な撹拌槽、混練機、または押出成形機で行うことができ、その際に100℃の温度上限を超えるべきではない。
本発明による方法のための適切な溶剤としては、反応性ポリウレタン組成物に対して反応性ではなく、反応性ポリウレタン組成物の各使用成分に対して充分な溶解能を有し、かつ溶剤除去の方法工程の範囲において僅かな痕跡(<1質量%)を除き、反応性ポリウレタン組成物で含浸したプリプレグから取り去ることができる、あらゆる非プロトン性液体を使用することができ、その際には、分離した溶剤を再利用することが有利である。ここでその例を挙げる:ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン)、エーテル(テトラヒドロフラン)、エステル(n−プロピルアセテート、n−ブチルアセテート、イソブチルアセテート、1,2−プロピレンカーボネート、プロピレングリコール−メチルエーテル−アセテート)。
任意で溶剤を用いる、この含浸法後のプリプレグの製造は、本発明によれば原則的に、任意の手法によって、また公知の設備および装置を用いて行うことができる。
溶液含浸は特に、エポキシ複合材を製造するために使用する(“Composites Technologien”, Paolo Ermanni (Version 4), Script zur Vorlesung ETH Zuerich, 2007年8月、4.2.2章)。しかし、溶液中の反応性ポリウレタン組成物は、ここでは挙げられていない。
選択的に、繊維の含浸は、溶剤無しで、直接溶融法で行うこともできる。
本発明の対象は、
A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)マトリックス材料としての、Tg<40℃である少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成されるプリプレグを、
I.溶融物のポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
II.繊維基材A)を、B)からの溶融物で直接含浸することによって、
製造するための直接溶融含浸法である。
プリプレグを直接溶融含浸法の原理は、まず反応性ポリウレタン組成物B)を、その各成分から製造することにある。反応性ポリウレタン組成物B)のこの溶融物を、その後、繊維基材A)に直接施与する。つまり、繊維基材A)の含浸を、B)からの溶融物で行う。その後、冷却された貯蔵可能なプリプレグは、後の時点で複合材へとさらに加工することができる。本発明による直接溶融含浸法によって、繊維基材の非常に良好な含浸は、その際に液状で粘度が低い反応性ポリウレタン組成物が、前記基材の繊維を非常に良好に濡らした結果として行われ、この際に、架橋反応の開始につながり得る、ポリウレタン組成物の熱負荷は、事前の溶融物均質化によって回避され、さらに各粒径フラクションへの粉砕および篩い分けの工程段階が無くて済み、こうして、含浸された繊維基材について、より高い収率が達成される。
プリプレグは必要に応じて、組み合わせて、また裁断して、様々な形状にすることができる。
プリプレグを圧密化して各複合材にするため、またマトリックス材料を架橋してマトリックスにするために、プリプレグを裁断し、場合によっては縫い合わせるか、または別の方法で固定し、適切な型中で圧力下、および場合によって真空の適用下で、プレスする。本発明の範囲において、プリプレグから複合材を製造するこの過程は、硬化時間に応じて、反応性マトリックス材料を用いた場合(変法I)には、約160℃超の温度で、または相応する触媒を備える高反応性マトリックス材料を用いた場合(変法II)には、100℃超の温度で、行われる。
本発明の対象はまた、特にガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維から成る繊維基材を有する、プリプレグの使用である。
本発明の対象はまた、本発明によるプリプレグの、舟艇および船舶建造における、航空宇宙技術における、自動車製造における、二輪車のため、好ましくは自動二輪車および自転車のための、自動車、輸送、建築、医療技術、スポーツ、電気電子産業、エネルギー生産設備の分野における、例えば風力発電プラントにおける回転翼のための、複合材を製造するための使用である。
本発明の対象はまた、本発明による方法により製造されたプリプレグである。
本発明の対象はまた、本発明によるプリプレグから製造された複合材部材である。
以下で、本発明を実施例により説明する。
実施例では、以下のガラス繊維スクリム/織布を使用した:
ガラスフィラメント織布 296g/m2−Atlas, Finish FK 144(Interglas 92626)。
A)従来の硬化剤および反応性ポリウレタン組成物の製造(二段階、本発明によらない):
IPDI−ウレトジオン119.1g(Evonik Industries、NCO価(合計:遊離+潜在性)=37.8)を酢酸ブチル100mlに溶解させ、メチルペンタンジオール27.5gおよびトリメチロールプロパン3.5gを加えた。ジラウリン酸ジブチルスズ0.01gを添加後、4時間、撹拌しながら80℃に加熱した(NCO合計/OH=1.96:1)。その後、滴定によっては、もはや遊離NCO基は検出できなかった。硬化剤は、12.8質量%の有効な潜在性NCO含有率を有する(固形分を基準とする)。この硬化剤に第二工程で、樹脂成分(Polyol 4640、OH価:630、Perstorp)42gを加える。ロータリーエバポレータで溶剤を除去した後、この混合物のTgは45℃と測定される。
B)高反応性組成物の製造(一段階、本発明による):
IPDI−ウレトジオン119.1g(Evonik Industries)を、酢酸ブチル100mlに溶解させ、メチルペンタンジオール27.5g、トリメチロールプロパン3.5gおよびPolyol 4640 42g(Perstorp、OH価:630mgKOH/g)を加えた。ジラウリン酸ジブチルスズ0.01gを添加後、4時間、撹拌しながら80℃に加熱した(NCO合計/OH=1.05:1)。その後、滴定によっては、もはや遊離NCO基は検出できなかった。この組成物は、11.0質量%の有効な潜在性NCO含有率を有する(固形分を基準とする)。ロータリーエバポレータで溶剤を除去した後、この混合物のTgは38℃と測定される。
以下の処方によるポリウレタン組成物を、プリプレグおよび複合材の製造のために使用した。
Figure 2018090804
*独国特許出願公開第102011006163号明細書(DE102011006163)に従った、本発明によらない比較試験。
本発明による組成物の溶融粘度がより低いこと、またこのため、繊維の含浸がより容易で迅速なことが、明らかに見て取れる。
表からの使用物質を、予備混合機において充分に混合し、続いて記載した溶剤中に溶解させた。
プリプレグを製造するために、前記ガラス繊維織布を、マトリックス材料の溶液に浸漬させた。このプリプレグをオーブン内にて50〜70℃の温度で、真空を適用しながら恒量まで乾燥させた。
全てのプリプレグは、溶剤の除去後、気泡形成無く連続した表面につながった。このプリプレグは、良好にさらに加工できる。
DSC測定
DSC分析(ガラス転移温度測定)は、Mettler Toledo DSC 821eを用いて、DIN 53765に従って行う。
例1〜4からのプリプレグのDSC分析により、以下の結果が得られる。
Figure 2018090804
二回目の加熱の際に測定されるガラス温度は、反応完了/架橋したマトリックス材料のガラス温度である。
複合材部材の製造
複合材部材は、当業者に公知のプレス技術により、複合材プレス機で製造した。直接含浸によって製造された均質なプリプレグを、卓上型プレス機でプレスして、コンポジットにした。この卓上型プレス機は、Schwabenthan社のPolystat 200 Tであり、これを用いてプリプレグを120〜200℃の温度でプレスして、相応する複合材プレートにした。その圧力は、常圧〜450barの間にわたっていた。
例1および例2では、プレスの温度を150℃に調整し、プレスの過程で180℃に高め、3分の短い溶融段階後、圧力を5barに高め、30分後までの複合材部材をプレス機から取り出すまで維持した。硬く、剛性のある耐薬品性で耐衝撃性の複合材部材(プレート状物品)を、硬化度について(DSCによる測定)、分析した。使用するポリウレタン組成物の場合、約20分後に、架橋が完了しており、ここでその際に、架橋反応のための反応エンタルピーも検出できない。
例3および例4(触媒反応ありの変法)では、プレスの温度を150℃に調整し、プレスの過程で180℃に高め、3分の短い溶融段階後、圧力を5barに高め、10分後までの複合材部材をプレス機から取り出すまで維持した。硬く、剛性のある耐薬品性で耐衝撃性の複合材部材(プレート状物品)を、硬化度について(DSCによる測定)、調べた。使用するポリウレタン組成物の場合、約20分後に、架橋が完了しており、ここでその際に、架橋反応のための反応エンタルピーも検出できない。
本発明による組成物はより低い溶融粘度を有し、さらに、従来の調製物と少なくとも同じように、複合材を製造するために良好に適している。Tg、ひいては耐熱変形性は、少なくとも同等に良好であり、やや高い傾向にある。一段階で製造される組成物に基づき、さらに混合工程が省略されるか、または不適当な化学量論に影響を受けたエラーが低下する。
本発明の好ましい実施形態は以下のものである:
1. A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成されるプリプレグであって、
40℃未満のTgを有する前記ポリウレタン組成物が、実質的に内部ブロックされたかつ/またはブロック剤によってブロックされたジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートおよび/またはこれらの重付加化合物を含有する、前記プリプレグ。
2. ガラス、炭素、プラスチック、例えばポリアミド(アラミド)もしくはポリエステル、天然繊維、または無機繊維材料、例えばバサルト繊維もしくはセラミック繊維製の繊維状材料が含有されていることを特徴とする、実施形態1に記載のプリプレグ。
3. 繊維基材として、不織布製の繊維シート状構造物、編物、よこメリヤスおよびたてメリヤス、不編物、例えば織布、スクリムまたは組み物が、長繊維材料および短繊維材料として含有されていることを特徴とする、実施形態1または2に記載のプリプレグ。
4. イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,2’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、単独でまたは異性体混合物で(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)から選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で使用することを特徴とする、実施形態1から3までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
5. アセト酢酸エチルエステル、ジイソプロピルアミン、メチルエチルケトオキシム、マロン酸ジエチルエステル、ε−カプロラクタム、1,2,4−トリアゾール、フェノールまたは置換フェノールおよび/または3,5−ジメチルピラゾールから選択される外部ブロック剤を使用することを特徴とする、実施形態1から4までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
6. ポリウレタン組成物B)がさらなる触媒、好ましくはジラウリン酸ジブチルスズ、亜鉛オクトエート、ビスマスネオデカノエートおよび/または第三級アミン、好ましくは1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンを0.001〜1質量%の量で含有することを特徴とする、実施形態1から5までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
7. a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式のウレトジオン基含有ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有化合物との重付加反応をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、
b)場合により、少なくとも1種の触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤
を実質的に含有する、
Tg<40℃である少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物B)を含有する、実施形態1から3までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
8. イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,2’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、単独でまたは異性体混合物で(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)から選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で、ウレトジオン製造のために使用することを特徴とする、実施形態7に記載のプリプレグ。
9. IPDI、HDI、TMDIおよびH12MDIから選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で、ウレトジオン製造のために使用することを特徴とする、実施形態8に記載のプリプレグ。
10. B)
a)少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、および
b)場合により、少なくとも1種のポリウレタン(PUR)触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
e)
e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
を実質的に含有する、
Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物
を含有する、実施形態7から9までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
11. B)
a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式ウレトジオン基含有ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有化合物との重付加化合物をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率、および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、および
b)場合により、少なくとも1種のPUR触媒、
c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
e)
e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
を実質的に含有する、
Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物
を含有する、実施形態7から10までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
12. d)の触媒として、テトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムプロピオネート、テトラメチルアンモニウムブチレート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラエチルアンモニウムホルメート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムプロピオネート、テトラエチルアンモニウムブチレート、テトラエチルアンモニウムベンゾエート、テトラプロピルアンモニウムホルメート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムプロピオネート、テトラプロピルアンモニウムブチレート、テトラプロピルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルアンモニウムホルメート、テトラブチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムプロピオネート、テトラブチルアンモニウムブチレートおよびテトラブチルアンモニウムベンゾエート、およびテトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムホルメートおよびエチルトリフェニルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニウムフェノレートおよびトリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリブチルアンモニウムメタノラート、メチルトリエチルアンモニウムメタノラート、テトラメチルアンモニウムメタノラート、テトラエチルアンモニウムメタノラート、テトラプロピルアンモニウムメタノラート、テトラブチルアンモニウムメタノラート、テトラペンチルアンモニウムメタノラート、テトラヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクチルアンモニウムメタノラート、テトラデシルアンモニウムメタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムメタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムメタノラート、トリエチルメチルアンモニウムメタノラート、トリメチルビニルアンモニウムメタノラート、メチルトリブチルアンモニウムエタノラート、メチルトリエチルアンモニウムエタノラート、テトラメチルアンモニウムエタノラート、テトラエチルアンモニウムエタノラート、テトラプロピルアンモニウムエタノラート、テトラブチルアンモニウムエタノラート、テトラペンチルアンモニウムエタノラート、テトラヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクチルアンモニウムエタノラート、テトラデシルアンモニウムエタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムエタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムエタノラート、トリエチルメチルアンモニウムエタノラート、トリメチルビニルアンモニウムエタノラート、メチルトリブチルアンモニウムベンジラート、メチルトリエチルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムベンジラート、テトラエチルアンモニウムベンジラート、テトラプロピルアンモニウムベンジラート、テトラブチルアンモニウムベンジラート、テトラペンチルアンモニウムベンジラート、テトラヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクチルアンモニウムベンジラート、テトラデシルアンモニウムベンジラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクタデシルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリメチルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリエチルアンモニウムベンジラート、トリメチルフェニルアンモニウムベンジラート、トリエチルメチルアンモニウムベンジラート、トリメチルビニルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリド、ベンジルトリメチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリプロピルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリプロピルアンモニウムクロリド、メチルトリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリフェニルアンモニウムクロリド、フェニルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリプロピルアンモニウムブロミド、ベンジルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリプロピルアンモニウムブロミド、メチルトリエチルアンモニウムブロミド、メチルトリフェニルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリエチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリプロピルアンモニウムヨージド、ベンジルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリプロピルアンモニウムヨージド、メチルトリエチルアンモニウムヨージド、メチルトリフェニルアンモニウムヨージドおよびフェニルトリメチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリドおよびベンジルトリメチルアンモニウムフルオリドが単独でまたは任意の混合物で含有されている、好ましくはテトラエチルアンモニウムベンゾエートおよび/またはテトラブチルアンモニウムヒドロキシドが含有されていることを特徴とする、実施形態7から11までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
13. 助触媒e1)として、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族エポキシド、ビスフェノールAをベースとするジグリシジルエーテルおよびグリシジルメタクリレートが単独でまたは任意の混合物で含有されていることを特徴とする、実施形態7から12までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
14. 助触媒e2)として、亜鉛アセチルアセトネート、リチウムアセチルアセトネートおよびスズアセチルアセトネートが単独でまたは任意の混合物で含有されている、好ましくは亜鉛アセチルアセトネートが含有されていることを特徴とする、実施形態7から13までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
15. 助触媒e2)として、テトラメチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラブチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラメチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラエチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラブチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルホスホニウムアセチルアセトネートが単独でまたは任意の混合物で含有されており、好ましくはテトラエチルアンモニウムアセチルアセトネートおよび/またはテトラブチルアンモニウムアセチルアセトネートが含有されていることを特徴とする、実施形態7から14までのいずれか1つに記載のプリプレグ。
16. A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)Tg<40℃である少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成される実施形態1から15までのいずれか1つに記載のプリプレグを、
I.ポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
II.繊維基材A)を、任意で溶剤中に溶解されている、ポリウレタン組成物B)に含浸し、
III.かつ場合により、溶剤を除去することによって、
製造する方法。
17. A)少なくとも1種の繊維基材、および
B)マトリックス材料としての、Tg<40℃である少なくとも1種のポリウレタン組成物
から実質的に構成される実施形態1から15までのいずれか1つに記載のプリプレグを、
I.溶融物のポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
II.繊維基材A)を、B)からの溶融物で直接含浸することによって、
製造するための、直接溶融含浸法。
18. 特にガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維から成る繊維基材を有する、実施形態1から15までのいずれか1つに記載のプリプレグの使用。
19. 舟艇および船舶建造における、航空宇宙技術における、自動車製造における、二輪車のため、好ましくは自動二輪車および自転車のための、自動車、輸送、建築、医療技術、スポーツ、電気電子産業、エネルギー生産設備の分野における、例えば風力発電プラントにおける回転翼のための、複合材を製造するための、実施形態18に記載のプリプレグの使用。
20. 実施形態1から19までのいずれか1つに記載のプリプレグから製造された複合材部材。

Claims (20)

  1. A)少なくとも1種の繊維基材、および
    B)少なくとも1種のポリウレタン組成物
    から実質的に構成されるプリプレグであって、
    40℃未満のTgを有する前記ポリウレタン組成物が、実質的に内部ブロックされたかつ/またはブロック剤によってブロックされたジイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートおよび/またはこれらの重付加化合物を含有する、前記プリプレグ。
  2. ガラス、炭素、プラスチック、例えばポリアミド(アラミド)もしくはポリエステル、天然繊維、または無機繊維材料、例えばバサルト繊維もしくはセラミック繊維製の繊維状材料が含有されていることを特徴とする、請求項1記載のプリプレグ。
  3. 繊維基材として、不織布製の繊維シート状構造物、編物、よこメリヤスおよびたてメリヤス、不編物、例えば織布、スクリムまたは組み物が、長繊維材料および短繊維材料として含有されていることを特徴とする、請求項1または2記載のプリプレグ。
  4. イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,2’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、単独でまたは異性体混合物で(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)から選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で使用することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  5. アセト酢酸エチルエステル、ジイソプロピルアミン、メチルエチルケトオキシム、マロン酸ジエチルエステル、ε−カプロラクタム、1,2,4−トリアゾール、フェノールまたは置換フェノールおよび/または3,5−ジメチルピラゾールから選択される外部ブロック剤を使用することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  6. ポリウレタン組成物B)がさらなる触媒、好ましくはジラウリン酸ジブチルスズ、亜鉛オクトエート、ビスマスネオデカノエートおよび/または第三級アミン、好ましくは1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンを0.001〜1質量%の量で含有することを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  7. a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式のウレトジオン基含有ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有化合物との重付加反応をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、
    b)場合により、少なくとも1種の触媒、
    c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤
    を実質的に含有する、Tg<40℃である少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物B)を含有する、請求項1から3までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  8. イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,4’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、2,2’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタン、単独でまたは異性体混合物で(H12MDI)、2−メチルペンタンジイソシアネート(MPDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよびこれらの混合物(TMDI)、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)から選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で、ウレトジオン製造のために使用することを特徴とする、請求項7記載のプリプレグ。
  9. IPDI、HDI、TMDIおよびH12MDIから選択されるジイソシアネートまたはポリイソシアネートを単独でまたは混合物で、ウレトジオン製造のために使用することを特徴とする、請求項8記載のプリプレグ。
  10. B)
    a)少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、および
    b)場合により、少なくとも1種のポリウレタン(PUR)触媒、
    c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
    d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
    e)
    e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
    e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
    から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
    を実質的に含有する、Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物
    を含有する、請求項7から9までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  11. B)
    a)脂肪族、(環式)脂肪族または脂環式ウレトジオン基含有ポリイソシアネートとヒドロキシ基含有化合物との重付加化合物をベースとする、少なくとも1種のウレトジオン基含有重付加化合物、ここで重付加化合物は、5質量%未満の遊離NCO含有率、および3〜25質量%のウレトジオン含有率を有し、および
    b)場合により、少なくとも1種のPUR触媒、
    c)場合により、ポリウレタン化学から公知の助剤および添加剤、
    d)対イオンとしてハロゲン、ヒドロキシド、アルコラートまたは有機もしくは無機の酸アニオンを有する第四級アンモニウム塩および/または第四級ホスホニウム塩から選択される少なくとも1種の触媒0.1〜5質量%、および
    e)
    e1)少なくとも1種のエポキシド、および/または
    e2)少なくとも1種の金属アセチルアセトネートおよび/または第四級アンモニウムアセチルアセトネートおよび/または第四級ホスホニウムアセチルアセトネート
    から選択される少なくとも1種の助触媒0.1〜5質量%、
    を実質的に含有する、
    Tg<40℃である、少なくとも1種のウレトジオン基含有ポリウレタン組成物
    を含有する、請求項7から10までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  12. d)の触媒として、テトラメチルアンモニウムホルメート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムプロピオネート、テトラメチルアンモニウムブチレート、テトラメチルアンモニウムベンゾエート、テトラエチルアンモニウムホルメート、テトラエチルアンモニウムアセテート、テトラエチルアンモニウムプロピオネート、テトラエチルアンモニウムブチレート、テトラエチルアンモニウムベンゾエート、テトラプロピルアンモニウムホルメート、テトラプロピルアンモニウムアセテート、テトラプロピルアンモニウムプロピオネート、テトラプロピルアンモニウムブチレート、テトラプロピルアンモニウムベンゾエート、テトラブチルアンモニウムホルメート、テトラブチルアンモニウムアセテート、テトラブチルアンモニウムプロピオネート、テトラブチルアンモニウムブチレートおよびテトラブチルアンモニウムベンゾエート、およびテトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムホルメートおよびエチルトリフェニルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムベンゾトリアゾレート、テトラフェニルホスホニウムフェノレートおよびトリヘキシルテトラデシルホスホニウムデカノエート、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリブチルアンモニウムメタノラート、メチルトリエチルアンモニウムメタノラート、テトラメチルアンモニウムメタノラート、テトラエチルアンモニウムメタノラート、テトラプロピルアンモニウムメタノラート、テトラブチルアンモニウムメタノラート、テトラペンチルアンモニウムメタノラート、テトラヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクチルアンモニウムメタノラート、テトラデシルアンモニウムメタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムメタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムメタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムメタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムメタノラート、トリエチルメチルアンモニウムメタノラート、トリメチルビニルアンモニウムメタノラート、メチルトリブチルアンモニウムエタノラート、メチルトリエチルアンモニウムエタノラート、テトラメチルアンモニウムエタノラート、テトラエチルアンモニウムエタノラート、テトラプロピルアンモニウムエタノラート、テトラブチルアンモニウムエタノラート、テトラペンチルアンモニウムエタノラート、テトラヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクチルアンモニウムエタノラート、テトラデシルアンモニウムエタノラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムエタノラート、テトラオクタデシルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリメチルアンモニウムエタノラート、ベンジルトリエチルアンモニウムエタノラート、トリメチルフェニルアンモニウムエタノラート、トリエチルメチルアンモニウムエタノラート、トリメチルビニルアンモニウムエタノラート、メチルトリブチルアンモニウムベンジラート、メチルトリエチルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムベンジラート、テトラエチルアンモニウムベンジラート、テトラプロピルアンモニウムベンジラート、テトラブチルアンモニウムベンジラート、テトラペンチルアンモニウムベンジラート、テトラヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクチルアンモニウムベンジラート、テトラデシルアンモニウムベンジラート、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムベンジラート、テトラオクタデシルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリメチルアンモニウムベンジラート、ベンジルトリエチルアンモニウムベンジラート、トリメチルフェニルアンモニウムベンジラート、トリエチルメチルアンモニウムベンジラート、トリメチルビニルアンモニウムベンジラート、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリド、ベンジルトリメチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルホスホニウムヒドロキシド、テトラブチルホスホニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムヨージド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、テトラエチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリプロピルアンモニウムクロリド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリブチルアンモニウムクロリド、メチルトリプロピルアンモニウムクロリド、メチルトリエチルアンモニウムクロリド、メチルトリフェニルアンモニウムクロリド、フェニルトリメチルアンモニウムクロリド、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリプロピルアンモニウムブロミド、ベンジルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリブチルアンモニウムブロミド、メチルトリプロピルアンモニウムブロミド、メチルトリエチルアンモニウムブロミド、メチルトリフェニルアンモニウムブロミド、フェニルトリメチルアンモニウムブロミド、ベンジルトリメチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリエチルアンモニウムヨージド、ベンジルトリプロピルアンモニウムヨージド、ベンジルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヨージド、メチルトリプロピルアンモニウムヨージド、メチルトリエチルアンモニウムヨージド、メチルトリフェニルアンモニウムヨージドおよびフェニルトリメチルアンモニウムヨージド、メチルトリブチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラペンチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルアンモニウムヒドロキシド、テトラデシルトリヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクタデシルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、ベンジルトリエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルフェニルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルビニルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムフルオリド、テトラエチルアンモニウムフルオリド、テトラブチルアンモニウムフルオリド、テトラオクチルアンモニウムフルオリドおよびベンジルトリメチルアンモニウムフルオリドが単独でまたは任意の混合物で含有されている、好ましくはテトラエチルアンモニウムベンゾエートおよび/またはテトラブチルアンモニウムヒドロキシドが含有されていることを特徴とする、請求項7から11までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  13. 助触媒e1)として、グリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族エポキシド、ビスフェノールAをベースとするジグリシジルエーテルおよびグリシジルメタクリレートが単独でまたは任意の混合物で含有されていることを特徴とする、請求項7から12までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  14. 助触媒e2)として、亜鉛アセチルアセトネート、リチウムアセチルアセトネートおよびスズアセチルアセトネートが単独でまたは任意の混合物で含有されている、好ましくは亜鉛アセチルアセトネートが含有されていることを特徴とする、請求項7から13までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  15. 助触媒e2)として、テトラメチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラブチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルアンモニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルアンモニウムアセチルアセトネート、テトラメチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラエチルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラプロピルホスホニウムアセチルアセトネート、テトラブチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリメチルホスホニウムアセチルアセトネート、ベンジルトリエチルホスホニウムアセチルアセトネートが単独でまたは任意の混合物で含有されており、好ましくはテトラエチルアンモニウムアセチルアセトネートおよび/またはテトラブチルアンモニウムアセチルアセトネートが含有されていることを特徴とする、請求項7から14までのいずれか1項記載のプリプレグ。
  16. A)少なくとも1種の繊維基材、および
    B)Tg<40℃である少なくとも1種のポリウレタン組成物
    から実質的に構成される請求項1から15までのいずれか1項記載のプリプレグを、
    I.ポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
    II.繊維基材A)を、任意で溶剤中に溶解されている、ポリウレタン組成物B)に含浸し、
    III.かつ場合により、溶剤を除去することによって、
    製造する方法。
  17. A)少なくとも1種の繊維基材、および
    B)マトリックス材料としての、Tg<40℃である少なくとも1種のポリウレタン組成物
    から実質的に構成される請求項1から15までのいずれか1項記載のプリプレグを、
    I.溶融物のポリウレタン組成物B)を製造し、かつ
    II.繊維基材A)を、B)からの溶融物で直接含浸することによって、
    製造するための、直接溶融含浸法。
  18. 特にガラス繊維、炭素繊維またはアラミド繊維から成る繊維基材を有する、請求項1から15までのいずれか1項記載のプリプレグの使用。
  19. 舟艇および船舶建造における、航空宇宙技術における、自動車製造における、二輪車のため、好ましくは自動二輪車および自転車のための、自動車、輸送、建築、医療技術、スポーツ、電気電子産業、エネルギー生産設備の分野における、例えば風力発電プラントにおける回転翼のための、複合材を製造するための、請求項18記載のプリプレグの使用。
  20. 請求項1から19までのいずれか1項記載のプリプレグから製造された複合材部材。
JP2017232622A 2016-12-02 2017-12-04 貯蔵安定性の1kポリウレタンプリプレグ、およびこのプリプレグから製造されるポリウレタン組成物製の成形体 Pending JP2018090804A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16201842.8 2016-12-02
EP16201842.8A EP3330311B1 (de) 2016-12-02 2016-12-02 Lagerstabile 1k-polyurethan-prepregs und daraus hergestellte formkörper aus polyurethanzusammensetzung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018090804A true JP2018090804A (ja) 2018-06-14

Family

ID=57569869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017232622A Pending JP2018090804A (ja) 2016-12-02 2017-12-04 貯蔵安定性の1kポリウレタンプリプレグ、およびこのプリプレグから製造されるポリウレタン組成物製の成形体

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10626236B2 (ja)
EP (1) EP3330311B1 (ja)
JP (1) JP2018090804A (ja)
KR (1) KR102464420B1 (ja)
CN (1) CN108148394B (ja)
CA (1) CA2986994A1 (ja)
ES (1) ES2880621T3 (ja)
TW (1) TW201833199A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7264358B1 (ja) 2022-02-04 2023-04-25 第一工業製薬株式会社 熱可塑性マトリックス樹脂形成用二液反応型組成物、熱可塑性樹脂複合体用マトリックス樹脂、並びに熱可塑性樹脂複合体およびその製造方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3418322A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-26 Nolax AG Flächiges halbfertigprodukt mit einer kunststoffmatrix
ES2820247T3 (es) 2018-03-28 2021-04-20 Evonik Degussa Gmbh Procedimiento para la producción de isocianatos que contienen grupos alcoxisilano
EP3546465B1 (de) 2018-03-28 2020-09-09 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung alkoxysilangruppen-haltiger isocyanate
EP3546466B1 (de) 2018-03-28 2020-12-02 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung alkoxysilangruppen-haltiger isocyanate
EP3546468B1 (de) 2018-03-28 2020-08-12 Evonik Operations GmbH Verfahren zur herstellung alkoxysilangruppen-haltiger isocyanate
EP3569630B1 (de) 2018-05-17 2022-08-03 Evonik Operations GmbH Schnell härtende epoxysysteme
EP3569629B1 (de) 2018-05-17 2022-07-06 Evonik Operations GmbH Schnell härtende epoxysysteme
US11359048B2 (en) 2018-05-17 2022-06-14 Evonik Operations Gmbh Fast-curing epoxy systems
US11286335B2 (en) 2018-05-17 2022-03-29 Evonik Operations Gmbh Fast-curing epoxy systems
US11326017B2 (en) 2018-09-10 2022-05-10 Evonik Operations Gmbh Tin-free catalysis of silane-functional polyurethane crosslinkers
US11359100B2 (en) 2018-09-10 2022-06-14 Evonik Operations Gmbh Tin-free catalysis of silane-functional polyurethane crosslinkers
EP3666810B1 (de) 2018-12-13 2023-02-08 Evonik Operations GmbH Wasserarme hydrophilierungsmittel und ihr einsatz in wässrigen dispersionen
CN112776312A (zh) * 2020-12-29 2021-05-11 江苏华曼复合材料科技有限公司 汽车防撞梁及其制造方法
EP4317266A1 (de) 2022-08-02 2024-02-07 Nolax AG Flächiges halbfertigprodukt mit einer kunststoffmatrix und einer thermoplastischen folie

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013527293A (ja) * 2010-05-27 2013-06-27 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性のポリウレタンプリプレグの製造法および前記ポリウレタンプリプレグから製造された成形体
JP2013541612A (ja) * 2010-09-23 2013-11-14 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性のポリウレタン系プリプレグの製造方法および該プリプレグから製造された、溶液中でのポリウレタン組成物からの成形体
JP2013541613A (ja) * 2010-09-23 2013-11-14 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性の反応性のまたは高反応性のポリウレタン組成物を基礎とするプリプレグ
JP2014510813A (ja) * 2011-03-25 2014-05-01 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 液状樹脂成分を有するポリウレタン組成物からの貯蔵安定なポリウレタンプリプレグ及びこれから製造された成形体
JP2015510960A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングBayer Intellectual Property GmbH 貯蔵安定性ポリウレタンプリプレグ、およびそれから製造された繊維複合材料部材
JP2015514138A (ja) * 2012-03-20 2015-05-18 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングBayer Intellectual Property GmbH 貯蔵安定性樹脂フィルム、およびそれから製造された繊維複合材料部材

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2007676B (en) 1977-11-08 1982-09-08 Genentech Inc Method and means for microbial polypeptide expression
US4351932A (en) 1980-03-27 1982-09-28 Hitco Bis-maleimide/divinyl aryl crosslinking agent resin system
DE3030572A1 (de) 1980-08-13 1982-03-18 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl Verfahren zur herstellung von uretdiongruppenhaltigen polyadditionsprodukten sowie die danach hergestellten produkte
DE3030513A1 (de) 1980-08-13 1982-03-18 Chemische Werke Hüls AG, 4370 Marl Verfahren zur herstellung eines isocyanuratfreien uretdions aus isophorondiisocyanat sowie das danach hergestellte uretdion
US4495229A (en) * 1982-06-08 1985-01-22 Chemische Werke Huls A.G. One-component, heat-curing polyurethane-coatings, stable in storage
DE3437635A1 (de) 1984-10-13 1986-04-17 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung von uretdiongruppen aufweisenden verbindungen, die nach diesem verfahren erhaeltlichen verbindungen und ihre verwendung bei der herstellung von polyurethankunststoffen
JPS62101633A (ja) 1985-10-25 1987-05-12 旭化成株式会社 シングルトウプリプレグ用組成物
US4757120A (en) 1986-10-03 1988-07-12 Ici Americas Inc. Polyimide/aromatic sulfone resin blends and prepegs coated therewith
US4749760A (en) 1987-06-30 1988-06-07 Shell Oil Company Curable resin compositions
US4812521A (en) 1987-09-21 1989-03-14 Eagle-Picher Industries, Inc. Epoxy resins modified with N-R-[(oxy or thio)methyl]acrylamide terpolymers
US4798761A (en) 1987-11-03 1989-01-17 The Dow Chemical Company Epoxy resin compositions for use in low temperature curing applications
DE3739549C2 (de) 1987-11-21 1994-10-27 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur Herstellung (cyclo)aliphatischer Uretdione
DE3930669A1 (de) 1989-09-14 1991-03-28 Basf Ag Verfahren zur herstellung von uretdiongruppen aufweisenden polyisocyanaten
US5080857A (en) 1989-09-19 1992-01-14 General Electric Company Passive lower drywell flooder
US4992228A (en) 1989-09-28 1991-02-12 The Dow Chemical Company Method for preparing preforms for molding processes
US5532296A (en) 1991-07-30 1996-07-02 Cytec Technology Corp. Bismaleimide resin systems toughened by addition of preformed functionalized low Tg elastomer particles
IT1256080B (it) 1992-07-31 1995-11-27 Enichem Materiale composito a matrice mista, termoplastica e termoindurente, rinforzato con fibre continue.
US5427725A (en) 1993-05-07 1995-06-27 The Dow Chemical Company Process for resin transfer molding and preform used in the process
DE4327573A1 (de) 1993-08-17 1995-02-23 Bayer Ag Uretdion-Pulverlackvernetzer mit niedriger Schmelzviskosität
DE4406444A1 (de) 1994-02-28 1995-08-31 Huels Chemische Werke Ag Hydroxyl- und uretdiongruppenhaltige Polyadditionsprodukte und Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung zur Herstellung abspaltfreier Polyurethan-Pulverlacke hoher Reaktivität und die danach hergestellten Polyurethan-Pulverlacke
DE4406445C2 (de) 1994-02-28 2002-10-31 Degussa Verfahren zur Herstellung von uretdiongruppenhaltigen Polyadditionsprodukten und deren Verwendung in Polyurethan-Lacksystemen
DE19616496A1 (de) 1996-04-25 1997-10-30 Bayer Ag Abspaltfreier Polyurethan-Pulverlack mit niedriger Einbrenntemperatur
NL1004796C1 (nl) 1996-12-16 1997-02-27 Beleggingsmaatschappij Oeab Ov Werkwijze en inrichting voor het behandelen van draden met poedervormig materiaal.
GB9709166D0 (en) 1997-05-06 1997-06-25 Cytec Ind Inc Preforms for moulding process and resins therefor
EP1085968B1 (en) 1998-06-08 2003-05-14 Complastik Corporation Composite articles including prepregs, preforms, laminates and sandwich moldings, and methods of making the same
WO2002016482A2 (en) * 2000-08-18 2002-02-28 Huntsman International Llc One component thermoset polyurethane system
IL145464A0 (en) 2001-09-16 2002-06-30 Pc Composites Ltd Electrostatic coater and method for forming prepregs therewith
DE20211026U1 (de) 2001-12-17 2002-10-02 Bayer Ag, 51373 Leverkusen Verbundteile aus Deckschichten und Polyurethan-Sandwichmaterialien
WO2003101719A2 (en) 2002-05-31 2003-12-11 Alive Surftec Polyurethane spread-laminated composites and methods of manufacture
JP2004196851A (ja) 2002-12-16 2004-07-15 Sumika Bayer Urethane Kk 軽量の複合構造材
EP1687128A2 (en) 2003-11-17 2006-08-09 Huntsman International Llc Pultrusion systems and process
US20050215148A1 (en) 2004-03-25 2005-09-29 Pc Composites Ltd. Pre-impregnated materials
WO2005091715A2 (en) 2004-03-25 2005-10-06 Pc Composites Ltd. Improved pre-impregnated materials and apparatus and methods for manufacture thereof
MXPA06012083A (es) 2004-04-21 2007-01-25 Jeld Wen Inc Materiales compuestos de fibra reforzada y estructuras de construccion que comprenden materiales compuestos de fibra reforzada.
GB0423349D0 (en) 2004-10-21 2004-11-24 Hexcel Composites Ltd Fibre reinforced assembly
DE102009001793A1 (de) 2009-03-24 2010-10-07 Evonik Degussa Gmbh Prepregs und daraus hergestellte Formkörper
DE102009001806A1 (de) 2009-03-24 2010-09-30 Evonik Degussa Gmbh Prepregs und daraus bei niedriger Temperatur hergestellte Formkörper
DE102010030239A1 (de) 2010-06-17 2011-12-22 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Anlassen eines Elektromotors
DE102010030233A1 (de) 2010-06-17 2011-12-22 Evonik Degussa Gmbh Halbzeug für die Herstellung von Faserverbundbauteilen auf Basis von lagerstabilen Polyurethanzusammensetzungen
DE102010041239A1 (de) 2010-09-23 2012-03-29 Evonik Degussa Gmbh Prepregs auf der Basis lagerstabiler reaktiven oder hochreaktiven Polyurethanzusammensetzung
DE102010041256A1 (de) 2010-09-23 2012-03-29 Evonik Degussa Gmbh Prepregs auf der Basis lagerstabiler reaktiven oder hochreaktiven Polyurethanzusammensetzung mit fixierter Folie sowie die daraus hergestellten Composite-Bauteil
WO2014170252A1 (de) * 2013-04-19 2014-10-23 Bayer Materialscience Ag Polyurethan-prepregs und daraus hergestellte faserverbundelemente

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013527293A (ja) * 2010-05-27 2013-06-27 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性のポリウレタンプリプレグの製造法および前記ポリウレタンプリプレグから製造された成形体
JP2013541612A (ja) * 2010-09-23 2013-11-14 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性のポリウレタン系プリプレグの製造方法および該プリプレグから製造された、溶液中でのポリウレタン組成物からの成形体
JP2013541613A (ja) * 2010-09-23 2013-11-14 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 貯蔵安定性の反応性のまたは高反応性のポリウレタン組成物を基礎とするプリプレグ
JP2014510813A (ja) * 2011-03-25 2014-05-01 エボニック デグサ ゲーエムベーハー 液状樹脂成分を有するポリウレタン組成物からの貯蔵安定なポリウレタンプリプレグ及びこれから製造された成形体
JP2015510960A (ja) * 2012-03-20 2015-04-13 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングBayer Intellectual Property GmbH 貯蔵安定性ポリウレタンプリプレグ、およびそれから製造された繊維複合材料部材
JP2015514138A (ja) * 2012-03-20 2015-05-18 バイエル・インテレクチュアル・プロパティ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングBayer Intellectual Property GmbH 貯蔵安定性樹脂フィルム、およびそれから製造された繊維複合材料部材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7264358B1 (ja) 2022-02-04 2023-04-25 第一工業製薬株式会社 熱可塑性マトリックス樹脂形成用二液反応型組成物、熱可塑性樹脂複合体用マトリックス樹脂、並びに熱可塑性樹脂複合体およびその製造方法
WO2023149258A1 (ja) * 2022-02-04 2023-08-10 第一工業製薬株式会社 熱可塑性マトリックス樹脂形成用二液反応型組成物、熱可塑性樹脂複合体用マトリックス樹脂、並びに熱可塑性樹脂複合体およびその製造方法
JP2023114066A (ja) * 2022-02-04 2023-08-17 第一工業製薬株式会社 熱可塑性マトリックス樹脂形成用二液反応型組成物、熱可塑性樹脂複合体用マトリックス樹脂、並びに熱可塑性樹脂複合体およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2880621T8 (es) 2022-01-31
EP3330311A1 (de) 2018-06-06
KR20180063836A (ko) 2018-06-12
KR102464420B1 (ko) 2022-11-07
CN108148394A (zh) 2018-06-12
US10626236B2 (en) 2020-04-21
CN108148394B (zh) 2021-12-28
TW201833199A (zh) 2018-09-16
EP3330311B1 (de) 2021-05-05
ES2880621T3 (es) 2021-11-25
CA2986994A1 (en) 2018-06-02
US20180155515A1 (en) 2018-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102464420B1 (ko) 저장-안정성 1-성분 폴리우레탄 프리프레그 및 그로부터 제조된 폴리우레탄 조성물로 이루어진 성형체
AU2010227779B2 (en) Prepegs and molded bodies produced thereof at low temperature
JP5955325B2 (ja) 貯蔵安定性のポリウレタン系プリプレグの製造方法および該プリプレグから製造された、溶液中でのポリウレタン組成物からの成形体
JP5955376B2 (ja) 液状樹脂成分を有するポリウレタン組成物からの貯蔵安定なポリウレタンプリプレグ及びこれから製造された成形体
AU2011257484B2 (en) Method for producing storage-stable polyurethane prepregs and moldings produced therefrom
US20120003891A1 (en) Prepregs and molded bodies produced from same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220713

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220930

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230221