JP2022513473A - ポリイソシアヌレート系ポリマー及び繊維強化複合材料 - Google Patents
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Abstract
Description
A)少なくとも1つの液体、芳香族ポリイソシアネート、及び
B)任意に少なくとも1つの液体、脂肪族ポリイソシアネート、
C)触媒組成物、
を含み、
少なくとも1つの芳香族ポリイソシアネートが2より大きい、特に少なくとも2.2、又は少なくとも2.5、更には2.65より大きい官能性を有するように、少なくとも1つの芳香族ポリイソシアネートは、ポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)を含む。更に、反応組成物は、少なくとも1つのエポキシドを含み、少なくとも1つのエポキシドは単官能又は多官能であってもよく、反応混合物全体に対して最大7.5重量%、特に0.01%~5%、別の実施形態においては0.5%~4%、別の実施形態においては1.0%~3%、更に別の実施形態においては2%の割合で含まれる。
反応混合物は、ポリマーの三量化を誘導する触媒組成物を介して硬化される。三量化触媒は、N,N-ジメチルベンジルアミン(BDMA)、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、2-ジメチルアミノピリジン(2-DMAP)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMAEE)、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エン(DBN)、N-アルキルモルフォリン、N-アルキルアルカノールアミン、トリス(ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロトリアジン、N,N-ジアルキルシクロヘキシルアミン、アルキル基がメチル、エチル、プロピル、ブチル及びそれらの異性体であるアルキルアミン、複素環アミン等のアミン触媒を含むことができる。アミン触媒は、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メトキシド(2-ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウム2-エチルヘキサノエート、(2-ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムフォルメート等の第4級アンモニウムヒドロキシド及び第4級アンモニウム塩も含む。ベンゼン、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、ニトロベンゼン、又は当業者には既知の他の適切な溶媒等の適切な溶媒に溶解させた触媒を、一実施形態ではBDMA、別の実施形態ではBDMAEE、別の実施形態ではDABCOを、0.001~10wt%、より好ましくは0.1~3wt%の重量で触媒組成物中に使用する。別の実施形態において、DABCOの溶媒として触媒を使用してもよく、適切な触媒溶媒としては、BDMA、イミダゾール、有機金属化合物、又は当業者に既知のDABCOを溶媒和しうる他の触媒が、触媒組成物中に0.001~10wt%、より好ましくは0.1~3wt%の重量で使用される。
ポリイソシアヌレートポリマーは以下の方法で調製した。モノマーMDIは、Covestro社の商品名MONDOUR MLQ及びBASF社の商品名LUPRANATE MIのメチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)異性体の液体ブレンドとして使用され、ブレンドは本質的に4,4’-MDI及び2,4’-MDIとの50/50ブレンドからなる。BASF社のLUPRANATE M20という商品名のポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)は、材料のMSDSによると、55%未満のオリゴメリックMDI、38%のモノメリック4-4ジフェニルメタンジイソシアネート、10%未満のMDI異性体からなり、平均イソシアネート官能性が2.7である。Covestro社から入手した商品名MONDUR MR Lightのポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)は、Covestro社によると、材料のMSDSは、58%のオリゴメリックMDI、38%のモノメリック4-4ジフェニルメタンジイソシアネート、3.8%の2,4’-MDI、及び0.2%の2,2’-MDIからなり、平均イソシアネート官能性は2.8である。HDIウレトジオンはCovestro社から商品名DESDODUR N3400を入手し、HDIトリマーは、Wanhua社から商品名Wannate HT-100を入手した。テクニカルグレードのトルエンジイソシアネート(80%トリレン-2,4’-ジイソシアネート)は、Sigma Aldrich社から純度80%で入手し、全ての化学物質は受領した状態のものを使用した。Hexion社からEPONTM 828の商品名で販売されているビスフェノールA/エピクロロヒドリン由来の二官能性液状エポキシ樹脂の原液と、Hexion社からEPONTM 862という商品名で販売されているビスフェノールFのジグリシジルエーテル、更に、TCI America社から99%超の純度で入手した単官能反応性希釈剤のグリシジルフェニルエーテル(GPE)と、Evonik社から入手した商品名Epodil 742のクレシルグリシジルエーテル(CGE)を使用した。N-ベンジルジメチルアミン(BDMA)をAlfa Aesar社から純度98%超で入手し、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)をTCI Chemicals社から純度98%超で入手し、ビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMAEE)をHuntsman International社から商品名ZF-20で入手し、オクト酸第一スズをSigma Aldrich社から純度92.5~100.0%で入手した。これらの試薬については、特別な保存方法又は取り扱い手順はなく、更なる精製処理をすることもなかった。
選ばれた配合組成のために選択されたイソシアネートをボルテックスミキサーを用いて混合し、触媒エポキシを溶液に加えた。この混合物を、フィッシャーボルテックスミキサーを用いて更に1分混合した。次に、触媒を所望の濃度で混合物に加え、ボルテックスミキサーを用いて1分間混合した。続いて、この溶液を遠心分離機を用いて5,000rpmで2分間遠心分離し、混合中に混入した空気を除去した。サンプルの脱気には、他の一般的な方法も使用できる(つまり、真空圧、超音波処理)。次に、Ellsworth Adhesives社のXIAMETER(登録商標)RTV-4230-Eシリコンラバーキットを使って作ったシリコーンゴム型に、この溶液を注意深く加えた。反応混合物を含む型をオートクレーブに入れ、100psigに加圧した後、所望の温度に加熱し、この温度で所定の時間保持してから室温まで冷却した。硬化したサンプルは、オートクレーブの温度が80℃未満に下がるまで加圧して冷却し、硬化したポリマーをオートクレーブから取り出した。触媒(触媒化された)反応混合物を添加する前にシリコーン型を加熱してからオートクレーブに入れ、急速に閉じて加圧・排気し、硬化したポリマーを所定の硬化時間内にオートクレーブから取り出すことができるように、10分未満で硬化されたサンプルを調製した。試験片を直ちに型から取り出した。
ニートレジンの破壊靱性を測定するためのサンプルは,ASTM Standard D5045 - Plain Strain Toughness Testing of Polymersに準拠して、特に「ノッチ付きビーム」形状に沿って作成した。Buehler ECOMET 3可変速度グラインダーポリッシャーを使用して、表面の欠陥を除去するとともに、試験片が試験規格で定められた幾何学的許容値に適合させた。プレクラックは、CNCフライス盤のスリットソーを用いて作成し、その後、固定された未使用のカミソリの刃の上でサンプルを最低10回スライドさせてクラックの先端を鋭くした。カミソリの刃はサンプル試料ごとに交換し、クラックの先端が均一に研げるように固定具を使用した。予めクラックを入れたサンプルを、30kNのロードセルを備えたInstron 3367試験フレームに取り付けた3点曲げ試験装置で荷重をかけた。クラックがサンプルに広がる前の最大荷重を記録し、破壊靱性の計算に使用した。平均値と標準偏差を少なくとも5つの試験片からなるサンプルセットに基づいて算出した。
ニートレジンの引張強さと剛性とを測定するためのサンプルは、ASTM Standard D638に準拠して、特にタイプIVの形状を用いて作成した。サンプルはシリコーンゴムの型から取り出し、Buehler ECOMET 3可変速度グラインダーポリッシャーを用いて仕様に合わせて研磨した。側面は商用グレードのサンドペーパーを用いて手作業で研磨し、最終的には1500gritのウェット/ドライサンドペーパーを用いて研磨した。試験片は、Instron 3367の試験フレーム内で30kNのロードセルに取り付けられたInstron 50kNウェッジグリップに取り付けられた。試験中に材料の適切且つ予想される破断が発生したことを確認し、ゲージ部の破断を確実にするために破断モードの分析を行った。試験中の最大荷重を記録して引張強さの計算に用い、応力-ひずみ曲線の初期勾配を用いて引張弾性率を計算し、クロスヘッドの伸びを用いて各試験片の破断までのひずみを計算した。平均値と標準偏差は、少なくとも5つの試験片からなるサンプルセットに基づいて算出した。
前述の手順でニートレジンサンプルを作成した。オートクレーブから取り出し、型を外した後、ROフィルタでろ過した水槽に浸した。水槽は緩く蓋がされており、80℃のオーブンに24時間入れた。その後、オーブンから水槽を取り出し、冷めてからサンプルを水槽から取り出した。次に、対応するサンプル作成手順に従って、試験用のサンプルを作成した。
ニートレジンサンプルを前述の手順で作成した。それらをオートクレーブから取り出して、型から外した後、試験片を飽和湿度環境に置いた。この環境は、実験室の真空オーブン内のパイレックス製天板に過剰な液体の水を入れて作ったものである。オーブンは40℃まで加熱し、水が空気中に蒸発してそこに留まるように外部環境から完全に密閉した。オーブン内の湿度を約100%に保持した。サンプルはこの環境下に24~72時間置かれた。同様の試験を、22℃で相対湿度が20~70%になるように制御された実験室環境で大気圧下で実施した。
実施例1~9の配合と硬化条件とを表1に、全ての実施例の対応する材料特性を表2に示す。引張強度、引張剛性、及び破断ひずみは、タイプIV形状を用いてASTM D638に従って求め、破壊靱性は、シングルエッジノッチビーム試験片を用いてASTM 5045に従って測定した。比較例1~9は、180℃、12時間の硬化条件を実例し、反応物の様々な組み合わせを用いて、高い機械的強度、剛性、靭性を有するポリマーを実現できることを示している。表2は、環境条件で12週間のエージングを行った後の試験片のガラス転移温度を示し、非常に高いTgが得られることを示す。
実施例10~16の配合と硬化条件とを表3に、実施例17~22の配合と硬化条件とを表4に示し、全ての実施例に対応する材料特性を表5に示す。引張強度、引張剛性、及び破断ひずみは、ASTM D638に準拠してタイプIV形状を用いて測定し、破壊靱性はASTM 5045に準拠してシングルエッジノッチビーム試験片を用いて測定した。比較例10~16は、低温硬化条件によって硬化組成物が得られることを示し、比較例17~22は、高い性能特性を有する硬化組成物が5分未満で得られることを示している。比較例10は、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート(Wannate HT-100)を含み、比較例11は、85℃、2時間硬化させたヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオン(DESMODUR N3400)を含み、優れた機械的特性が得られることを示しているが、比較例12は、脂肪族成分を省略し、同じ硬化条件下で、強度が制限された脆いポリマーが得られている。脂肪族イソシアネートは、芳香族イソシアネートより反応性が低いことが知られており、それゆえ、反応混合物中に脂肪族成分が存在すると、反応が遅くなることが予想される。この比較例は、予想に反して、脂肪族成分の存在が、より低い温度でのポリマーの硬化を可能にすることを示している。この結果は、それぞれ110℃及び120℃で2時間硬化させた実施例13及び14によって更に実証され、反応温度の上昇に伴って機械的特性が向上し120℃の反応混合物中に脂肪族イソシアネートがなくても同様の特性を得ることができることを示している。比較例15は、触媒として、1:5の重量比でBDMAに溶解されたDABCOを使用することを示しており、一方、比較例16は、硬化温度を上げることで機械的特性を更に向上させることができることを示している。比較例17及び18は、本発明の反応混合物は、より低い温度で長時間硬化させたものと同様の機械的特性を達成しながら、わずか5分で硬化させることができることを示している。実施例19~23では、適切な溶媒に溶解させたDABCOの触媒溶液を使用する。実施例19~23は、DABCO:ベンゾニトリルの重量比が1:3の溶液を使用する。比較例19及び20は、本発明の反応混合物が、低温で長時間硬化させたものと同等の機械的特性を達成しながら、わずか3分で硬化させることができることを実証している。実施例21は、本発明の反応混合物が、より低温で長時間硬化させたものと同等の機械的特性を達成しながら、160℃でわずか2分で硬化させることができることを実証している。実施例22は、反応混合物が、より高い温度で硬化させたものと同等の機械的特性を達成しながら、120℃、5分で硬化させることができ、実施例23は、反応混合物が、より高い温度で硬化させたものと同等の機械的特性を達成しながら、130℃、3分で硬化させることができることを実証している。
反応混合物を繊維状の強化材に注入し、繊維強化複合材料の試料を作成することで実証した。真空アシストレジントランスファー成形(VARTM)を採用して、実施例20の反応混合物を、373gsmの軽い重量を有する12kのMitsubishi Grafil炭素繊維一方向性炭素テープの8プライに注入した。VARTMプロセスは、パネルをオートクレーブで100psi、170℃、3分間で、又はホットプレスで170℃、3分で硬化させる前に、2~10分間で完了させた。複合材料をオートクレーブに挿入した後、密封し、真空バッグされた複合材料を入れてから約90秒後に100psiに達するまで直ちに加圧し、その後、約15秒間圧力を保持し、その後オートクレーブのドアを開けて180秒後に温度で複合材料を取り出すことができるようにベントした。オートクレーブから取り出した後、硬化した複合材料を直ちに平板と真空バッグから取り出し、環境条件で硬化させた。このプロセスは、高圧レジントランスファー成形(HP-RTM)プロセスをシミュレートするためのもので、高圧射出システムでは型に導入する前に樹脂を加熱して硬化を大幅に促進することができるのに対し、低温の樹脂を3分で硬化させることが実証された。この複合材料のショートビーム強度をASTM 2344に基づいて試験したところ、69.0±3.68MPaという高いショートビーム強度が得られた。
[付記1]
イソシアヌレート系ポリマーを製造する方法であって、
液体芳香族ポリイソシアヌレートを提供するステップと、
触媒組成物を提供するステップと、
前記芳香族ポリイソシアヌレートが、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)とポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)の組み合わせを含み、前記芳香族ポリイソシアヌレートに2より大きい平均官能性を与えることによって、反応混合物を形成し、前記触媒組成物が、三量化触媒と、単官能又は多官能である少なくとも1つのエポキシドとを含み、前記反応混合物を硬化させて、2つ以上のイソシアネートの反応生成物を含むポリマー組成物を生成するステップと、
を含む、
イソシアヌレート系ポリマーの製造方法。
2より大きい官能性を有する前記芳香族ポリイソシアヌレートを提供するステップは、約2.5より大きい平均官能性を有する前記芳香族ポリイソシアヌレートを提供することによって更に定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
ウレチジオン(uretidione)、イソシアヌレート、ビウレット、アロファネート又はイミノオキサジアジンジオンの少なくとも1つを含むヘキサメチレンジイソシアネートの脂肪族ポリイソシアネートを提供するステップを更に含む、
付記1に記載の方法。
前記触媒組成物が、単官能又は多官能であるエポキシドを、反応混合物全体に対して、最大約7重量%の割合で含む、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記エポキシドが、反応混合物全体に対して、約3重量%の割合で含まれる、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応混合物は、反応性水素を実質的に含まず、硬化した前記組成物は、ウレタン基及びアミド基を実質的に含まない、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応混合物が、ウレタン基、アミド基、ウレア基、ウレトジオン基、ビウレット基、アロファネート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基の少なくとも1つを含むイソシアネート末端プレポリマーによってさらに定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応混合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオンとヘキサメチレンジイソシアネートの三量体の少なくとも1つを5~20重量%で含む、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記ポリマー組成物は、300℃を超えるガラス転移温度を提供するために、湿潤環境又は水溶液のいずれか一方で後硬化される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
大気中の水分を含む環境下で、環境温度及び環境圧力で前記ポリマー組成物をエージングさせ、それによって前記ポリマー組成物に約300℃を超えるガラス転移温度を与えるステップを更に含む、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記ポリマー組成物は、環境エージングの後に約350℃を超えるガラス転移温度を得る、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
繊維質材料を提供し、前記繊維質材料を反応混合物に注入するステップであって、前記反応混合物を触媒化した後、前記繊維強化複合材料の反応混合物を硬化させるために前記反応混合物を加熱する前に行われる、ステップを更に含む、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記少なくとも1つのエポキシドは、前記三量化触媒を提供する前に前記反応混合物に混合され、それによって、後に前記三量化触媒で触媒化するための貯蔵安定のある混合物を形成する、ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応生成物が、ASTM規格D5045による約0.5MPa・m1/2を超える破壊靭性を有する、ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を10分未満で熱硬化させることによって更に定義される、ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を120℃未満、5分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を170℃未満、2分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を170℃未満、1分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記液体芳香族ポリイソシアヌレートは、1,500mPa・s未満の粘度を有する、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
前記液体芳香族ポリイソシアヌレートは、300mPa・s未満の粘度を有する、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
繊維状材料を提供する前記ステップが、一方向性ガラス繊維、ガラス繊維織布、ノンクリンプガラス繊維、ガラス繊維不織布、一方向性炭素繊維、炭素繊維織布、ノンクリンプ炭素繊維、炭素繊維不織布、一方向性玄武岩繊維、玄武岩繊維織布、非圧着玄武岩繊維、玄武岩繊維不織布、および同等物のうちの少なくとも1つを提供することによってさらに定義される、
ことを特徴とする付記1に記載の方法。
イソシアヌレートポリマー材料を製造する方法であって、
メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)及びポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)を含む芳香族ポリイソシアネートを提供するステップと、
触媒量のエポキシを前記芳香族ポリイソシアネートと混合して反応ブレンドを調製するステップと、
前記反応ブレンドを調製した後、前記イソシアヌレートポリマー材料の重合を開始するために、触媒を前記反応ブレンドと混合し、前記反応ブレンドを約170℃未満、5分未満で加熱し、それによってイソシアヌレートポリマー材料を硬化させるステップと、
を含む方法。
触媒を前記反応ブレンドに混合する前記ステップが、三量体化触媒を前記反応ブレンドに混合することによって更に定義される、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
触媒を前記反応ブレンドに混合する前記ステップが、適切な溶媒に溶解されたビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMAEE)、又は1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)の少なくとも1つを、前記反応ブレンドに混合することによって更に定義される、
ことを特徴とする付記23に記載の方法。
触媒量のエポキシを前記芳香族ポリイソシアヌレートと混合する前記ステップは、約10重量%未満のエポキシを前記芳香族ポリイソシアヌレートと混合することによってさらに定義される、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
繊維状材料を提供するステップと、前記反応ブレンドを加熱する前に、前記繊維状材料を触媒化された前記反応ブレンドに注入するステップと、を更に含む、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
繊維質材料を提供する前記ステップが、一方向性ガラス繊維、織布ガラス繊維、ノンクリンプガラス繊維、ガラス繊維不織布、一方向性炭素繊維、炭素繊維織布、ノンクリンプ炭素繊維、炭素繊維不織布、一方向性玄武岩繊維、玄武岩繊維織布、ノンクリンプ玄武岩繊維、玄武岩繊維不織布、及びこれらの同等物のうちの少なくとも1つを提供することによってさらに定義される、
ことを特徴とする付記26に記載の方法。
前記ポリイソシアヌレートポリマーが、反応性水素、ウレタン基及びアミド基を実質的に含まないことによって定義される、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
前記反応ブレンドを加熱する前記ステップは、前記反応ブレンドを120℃未満、5分未満で加熱することによって、前記イソシアヌレートポリマー材料を硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
前記ポリマー組成物が、環境温度及び環境圧力でエージングした後、300℃を超えるガラス転移温度を得る、
ことを特徴とする付記22に記載の方法。
Claims (30)
- イソシアヌレート系ポリマーを製造する方法であって、
液体芳香族ポリイソシアヌレートを提供するステップと、
触媒組成物を提供するステップと、
前記芳香族ポリイソシアヌレートが、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)とポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)の組み合わせを含み、前記芳香族ポリイソシアヌレートに2より大きい平均官能性を与えることによって、反応混合物を形成し、前記触媒組成物が、三量化触媒と、単官能又は多官能である少なくとも1つのエポキシドとを含み、前記反応混合物を硬化させて、2つ以上のイソシアネートの反応生成物を含むポリマー組成物を生成するステップと、
を含む、
イソシアヌレート系ポリマーの製造方法。 - 2より大きい官能性を有する前記芳香族ポリイソシアヌレートを提供するステップは、約2.5より大きい平均官能性を有する前記芳香族ポリイソシアヌレートを提供することによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - ウレチジオン(uretidione)、イソシアヌレート、ビウレット、アロファネート又はイミノオキサジアジンジオンの少なくとも1つを含むヘキサメチレンジイソシアネートの脂肪族ポリイソシアネートを提供するステップを更に含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記触媒組成物が、単官能又は多官能であるエポキシドを、反応混合物全体に対して、最大約7重量%の割合で含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記エポキシドが、反応混合物全体に対して、約3重量%の割合で含まれる、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記反応混合物は、反応性水素を実質的に含まず、硬化した前記組成物は、ウレタン基及びアミド基を実質的に含まない、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記反応混合物が、ウレタン基、アミド基、ウレア基、ウレトジオン基、ビウレット基、アロファネート基、イソシアヌレート基又はカルボジイミド基の少なくとも1つを含むイソシアネート末端プレポリマーによってさらに定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記反応混合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートのウレトジオンとヘキサメチレンジイソシアネートの三量体の少なくとも1つを5~20重量%で含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ポリマー組成物は、300℃を超えるガラス転移温度を提供するために、湿潤環境又は水溶液のいずれか一方で後硬化される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 大気中の水分を含む環境下で、環境温度及び環境圧力で前記ポリマー組成物をエージングさせ、それによって前記ポリマー組成物に約300℃を超えるガラス転移温度を与えるステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ポリマー組成物は、環境エージングの後に約350℃を超えるガラス転移温度を得る、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 繊維質材料を提供し、前記繊維質材料を反応混合物に注入するステップであって、前記反応混合物を触媒化した後、前記繊維強化複合材料の反応混合物を硬化させるために前記反応混合物を加熱する前に行われる、ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのエポキシドは、前記三量化触媒を提供する前に前記反応混合物に混合され、それによって、後に前記三量化触媒で触媒化するための貯蔵安定のある混合物を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物が、ASTM規格D5045による約0.5MPa・m1/2を超える破壊靭性を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を10分未満で熱硬化させることによって更に定義される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を120℃未満、5分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を170℃未満、2分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記反応生成物を硬化させる前記ステップは、前記反応混合物を170℃未満、1分未満で熱硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記液体芳香族ポリイソシアヌレートは、1,500mPa・s未満の粘度を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記液体芳香族ポリイソシアヌレートは、300mPa・s未満の粘度を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 繊維状材料を提供する前記ステップが、一方向性ガラス繊維、ガラス繊維織布、ノンクリンプガラス繊維、ガラス繊維不織布、一方向性炭素繊維、炭素繊維織布、ノンクリンプ炭素繊維、炭素繊維不織布、一方向性玄武岩繊維、玄武岩繊維織布、非圧着玄武岩繊維、玄武岩繊維不織布、および同等物のうちの少なくとも1つを提供することによってさらに定義される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - イソシアヌレートポリマー材料を製造する方法であって、
メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)及びポリメリックメチレンジフェニルジイソシアネート(pMDI)を含む芳香族ポリイソシアネートを提供するステップと、
触媒量のエポキシを前記芳香族ポリイソシアネートと混合して反応ブレンドを調製するステップと、
前記反応ブレンドを調製した後、前記イソシアヌレートポリマー材料の重合を開始するために、触媒を前記反応ブレンドと混合し、前記反応ブレンドを約170℃未満、5分未満で加熱し、それによってイソシアヌレートポリマー材料を硬化させるステップと、
を含む方法。 - 触媒を前記反応ブレンドに混合する前記ステップが、三量体化触媒を前記反応ブレンドに混合することによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 触媒を前記反応ブレンドに混合する前記ステップが、適切な溶媒に溶解されたビス-(2-ジメチルアミノエチル)エーテル(BDMAEE)、又は1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)の少なくとも1つを、前記反応ブレンドに混合することによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項23に記載の方法。 - 触媒量のエポキシを前記芳香族ポリイソシアヌレートと混合する前記ステップは、約10重量%未満のエポキシを前記芳香族ポリイソシアヌレートと混合することによってさらに定義される、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 繊維状材料を提供するステップと、前記反応ブレンドを加熱する前に、前記繊維状材料を触媒化された前記反応ブレンドに注入するステップと、を更に含む、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 繊維質材料を提供する前記ステップが、一方向性ガラス繊維、織布ガラス繊維、ノンクリンプガラス繊維、ガラス繊維不織布、一方向性炭素繊維、炭素繊維織布、ノンクリンプ炭素繊維、炭素繊維不織布、一方向性玄武岩繊維、玄武岩繊維織布、ノンクリンプ玄武岩繊維、玄武岩繊維不織布、及びこれらの同等物のうちの少なくとも1つを提供することによってさらに定義される、
ことを特徴とする請求項26に記載の方法。 - 前記ポリイソシアヌレートポリマーが、反応性水素、ウレタン基及びアミド基を実質的に含まないことによって定義される、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 前記反応ブレンドを加熱する前記ステップは、前記反応ブレンドを120℃未満、5分未満で加熱することによって、前記イソシアヌレートポリマー材料を硬化させることによって更に定義される、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 前記ポリマー組成物が、環境温度及び環境圧力でエージングした後、300℃を超えるガラス転移温度を得る、
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。
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