MX2013008286A - Composicion de poliuretano de dos componentes con reticulacion retrasada. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una composición reticulante de poliuretano de dos componentes consistiendo de (i) un constituyente A que contiene polioles y aditivos, y (ii) un constituyente B que contiene de entre 100 y 65 % en peso de poli-isocianatos aromáticos, de entre 0 y 35 % en peso de poli-isocianatos alifáticos, y entre 0.05 y 3.0 % en peso de un retardante, y opcionalmente aditivos, la composición de la mezcla que tiene una viscosidad (EN ISO 2555) de entre 100 mPas y 3000 mPas a 25°C, y la composición reticulante que tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) de mas alta que 50°C y un tiempo de vida útil de más de 60 minutos. La composición de poliuretano de dos componentes es útil como un adhesivo y como una substancia de matriz para materiales compuestos.

Description

COMPOSICION DE POLIURETANO DE DOS COMPONENTES CON RETICULACION RETRASADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición de dos componentes reticulables basados en los poliuretanos, el cual es útil como un adhesivo y como una matriz aglomerante para la vinculación para la unión de materiales de fibra y componentes compuestos hechos de materiales de fibra. La presente invención también se refiere a un método para producir partes de compuestos de fibra de las mismas composiciones de dos componentes y fibras .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La patente WO 2004/029121 describe dos adhesivos de poliuretano de dos componentes comprendidos de poli alcoholes basados en dioles y trioles los cuales se reticulan vía poli-isocianatos. Además, esos adhesivos contienen cantidades substanciales de pigmentos tales como ácido silícico altamente disperso, tamizado molecular y rellenos. Polioles altamente funcionales para incrementar la densidad de red no se describen aquí. Los isocianatos aromáticos son usados como agentes reticulantes . Esta fuente no describe la adición de substancias que retardan la reacción.

La patente WO 2002/066572 describe adhesivos poliuretanos de dos componentes para materiales base de madera que contienen hasta 98% de polioles óleo-químicos, 1 a 7.5% de un diol de bajo peso molecular con un numero de OH de entre 400 y 2000 asi como 1 a 7.5% de un polialcohol trifuncional a pentafuncional, los aditivos adicionales y una resina, en donde el adhesivo es reticulable por la via de los poli-isocianatos . Los pigmentos son también usados. Esos adhesivos no tienen una baja viscosidad.

La patente EP 0794977 describe adhesivos de poliuretano de dos componentes compuestos de polioles, el ácido silícico altamente dispersado, tamizado molecular y rellenos los cuales se reticulan por la vía de los poli-isocianatos aromáticos. Los dioles y trioles son usados como los polioles. Los catalizadores usuales se describen. No explica una reticulación que es intencionalmente lenta.

Se conoce que los substratos de plástico reforzados con fibra de vidrio pueden ser unidos. Puesto que tales substratos tienen una alta estabilidad mecánica, es necesario que los adhesivos correspondientes sean capaces de absorber las fuerzas correspondientes. Ejemplos de tales uniones incluyen la unión de componentes de fibra de vidrio para las alas u otras partes de acoplamiento de vehículos aéreos, el enlace de componentes reforzados con fibra en la industria naval,, o la unión de componentes reforzados con fibra para producir hélices para plantas eólicas.

Esos componentes reforzados con fibra contienen fibras y una matriz aglomerante. Los requerimientos mecánicos de esos componentes son altos. Grandes fuerzas de tensión deben absorberse, la carga debido a las vibraciones permanentes es alta y lleva a fatiga del material. Además, las condiciones ambientales influyen en gran medida y es necesario asegurar la estabilidad bajo altas diferencias de temperatura asi como las propiedades constantes de condiciones de humedad diferente. Se conoce que tales componentes pueden ser producidos usando dos componentes de resina epoxi aglomerante. Estos tienen suficiente resistencia pero tienen varias desventajas en su procesamiento. Los componentes reaccionan en una reacción exotérmica, por lo tanto la temperatura de la mezcla de reacción puede ser monitoreada. Además, altas temperaturas de post-reticulación son a menudo necesarias para obtener una adecuada resistencia final.

Se describen adhesivos de poliuretano conocidos para uniones de metal y madera, pero la unión o incrustación de materiales de fibra no se describen. Además, no hay requerimientos de una alta estabilidad mecánica lo cual también ocurre bajo tensiones ambientales naturales. El estado actual de los adhesivos se dirige a la unión que es flexible y estable a temperatura ambiente. De este modo la temperatura de transición vitrea es usualmente baja para alcanzar una unión adecuada. También tendrá una alta reactividad para una rápida unión. Sin embargo, esto da como resultado una vida en almacenamiento muy corta para unir grandes aéreas y piezas de trabajo. Esos adhesivos son también inadecuados para rellenar grandes moldes uniformemente con los adhesivos porque los materiales de la matriz libre de defectos no se obtienen debido a la rápida reacción.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proveer una composición de dos componentes basada en poliuretano, que tendrá una alta estabilidad mecánica como una composición reticulante y tendrá buena adhesión a componentes compuestos o a materiales de fibra que van a ser incrustados. Además, la composición debe tener una baja viscosidad bajo condiciones de proceso y deben tener una larga vida útil, de modo que el relleno dentro de un molde relleno de fibra sea posible y no se formen regiones no homogéneas, prematuramente reticuladas .

Esta invención se logra mediante una composición reticulante de poliuretano de dos componentes que consiste de un componente A, que contienen polioles y aditivos, un componente B de 100 a 65% en peso de poliisocianatos aromáticos y 0 a 35% en peso poliisocianatos alifáticos mas aditivos opcionales, tal que, la composición de la mezcla tiene una viscosidad de 200 mPas a 5000 mPas (EN ISO 2555) a 25°C y tiene una vida útil de 60 minutos, mientras la composición reticular tiene una temperatura de transición de cristal (Te) de más de 50°C,en donde el componente B contiene 0.05 a 3.0 de al menos un retardador.

Otro objeto de la invención se refiere al uso de tales composiciones de poliuretano de dos componentes para unir moldeados de fibra reforzada. Otra materia objeto se refiere a mezclas de materiales de fibra y a esas composiciones de poliuretano de dos componentes.

Materiales de fibra de alta resistencia conocidos son adecuados como componentes de materiales compuestos. Estos pueden consistir de, por ejemplo, fibra de vidrio; fibras sintéticas tales como fibras poliéster, fibras polietileno, fibras polipropileno, fibras poliamida, fibras poliimida o fibras aramida; fibras de carbón; fibras de boro; fibras de cerámicas oxidicas o no oxidicas tales como óxido de aluminio/fibras de dióxido de silicio, fibras de carburo de silicón; fibras metálicas de acero o aluminio, por ejemplo; o de fibras naturales tales como lino, cáñamo o yute. Esas fibras se pueden convertir a la forma de matas, tejido textil, telas de punto, tela, no tejidos o mechas. Dos o más de esos materiales de fibras pueden ser usados como una mezcla. Fibras cortas picadas, preferiblemente fibras largas, en particular tejidos y telas pueden ser seleccionados. Tales como fibras de alta resistencia, hilos y tejidos son familiares a esos capacitados en la técnica. Ellos son usados, por ejemplo, ingeniería aeronáutica, ingeniería naval, ingeniería automotriz o en otros componentes que se someten a grandes esfuerzos mecánicos .

Isocianatos poli-funcionales son adecuados como los poli-isocianatos en los componentes de isocianato. Los isocianatos preferiblemente contienen dos a cinco, preferiblemente a cuatro, grupos NCO en promedio. Ejemplos de adecuados isocianatos se incluyen isocianatos aromáticos tales como 1,5-naftaleno di-isocianato, 2,4- o 4 , 4 ' -difenilmetano di-isocianato (MDI), MDI modificada con carbodiimida, xilileno di-isocianato (XDI) , m- y p-tetrametilxilileno di-isocianato (TMXDI ) , los isómeros de di-isocianato de toluileno (TDI) , 4 , 4 ' -difenildimetilmetano di-isocianato, di- y tetraalquildifenilmetano di-isocianato, 1,3-fenileno di-isocianato, 1,4-fenileno di-isocianato, 4 , 4 ' -dibencil di-isocianato; isocianatos alifáticos, tales como hidrogenados MDI (H12MDI), l-metil-2, 4-di isocianatocicloexano, 1,12-di isocianatododecano, 1, 6-diisocianato-2 , 2, 4-trimetilexano, . 1, 6-di isocianato-2, , -trimetilexano, l-isocianato-3-isocianatol , 5 , 5-trimetilcicloexano (IPDI), tetrametoxibutano- 1, 4-di-isocianato, butano-1, 4-di-isocianato, hexano-1, 6-di isocianato (HDI), di-isocianato dimérico de ácidos grasos, dicicloexilmetano di-isocianato, cicloexano-1, -di-isocianato, di-isocianato de etileno o estil éster de bi-isocianato de ácido ftálico.

Prepolimeros de bajo peso molecular se pueden usar también, por ejemplo, oligómeros que tienen una multitud de grupos isocianatos, por ejemplo, los productos de reacción de MDI y/o TDI con dioles de bajo peso molecular, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol o trietilenglicol . Estos oligómeros se obtienen con un exceso de poli isocianatos monomericos en la presencia de dioles. El peso molecular de los dioles es generalmente menos de 1000 g/mol. El producto de reacción puede ser opcionalmente liberado de monómeros por destilación. El MDI crudo o di-isocianatos de difenilmentano licuados que contienen carbodiimida son asi mismo adecuados. Los isocianatos alifáticos adecuados incluyen isocianuratos , carbodiimidas y biurets de isocianatos, en particular los HDI o IPDI. Las mezclas de poli-isocianatos deberán preferiblemente fluir libremente a temperatura ambiente .

En una modalidad de la invención, es necesario usar mezclas de poli isocianatos alifáticos y aromáticos. Si las cantidades de isocianatos alifáticos presentes son demasiado altos, la estabilidad mecánica del polímero reticulado será también muy baja. Si la cantidad de isocianatos aromáticos es demasiado alta, tales mezclas se pueden reticular muy rápidamente, realizando un llenado homogéneo de moldes imposibles. La cantidad deberá ser 99.5 a 65% en peso de poli-isocianatos aromáticos y 0.1 a 35% de poli-isocianatos aromáticos, donde la suma de los isocianatos deberá ser 100%. Otra modalidad usa exclusivamente isocianatos aromáticos, pero preferiblemente al menos 35% en peso isocianatos con diferentes grupos reactivos. Los ejemplos incluyen 2,4- DI, 4 , 4 ' -MDI o sus mezclas correspondientes.

La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención tiene una baja viscosidad. El componente de poliol puede también tener una baja viscosidad. El componente de poliol deberá contener polioles multifuncionales . Es ventajoso si el componente de poliol también contiene polioles hidrofóbicos . Polioles apropiados incluyen, por ejemplo, compuestos de líquidos polihidroxi con un promedio de 2 a 10 grupos hidroxilo por molécula.

Los ejemplos de tales polioles hidrofóbicos incluyen polibutadienos OH funcionales tales como aquellos disponibles bajo el nombre comercial "Poly-bd" los cuales se pueden usar como polioles hidrofóbicos para las composiciones de acuerdo a la invención.

Sin embargo, los polioles hidrofóbicos de origen oleoquímico también pueden ser usados. Los polioles oleoquimicos se entienden que son polioles basados en aceites y grasas naturales, por ejemplo, los productos de reacción de las substancias de grasas epoxidadas con alcoholes mono-, di- o poli-funcionales de ésteres de glicerol de ácidos grasos de cadena larga, se substituyen al menos parcialmente con grupos hidroxilo. Tales polioles de poliéster se pueden sintetizar, por ejemplo, por completa apertura de anillo de triglicéridos epoxidados en el cual la apertura del anillo ha sido realizada mientras se mantienen las uniones ester. Los alcoholes que se pueden usar para la apertura del anillo de los triglicéridos epoxidados incluyen al metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, 2-etilhexanol, alcoholes grasos con 6 a 22 átomos de carbono, ciclohexanol, alcohol bencílico, 1,2-etanol, 1, 2-propanodiol, 1, 3-propanodiol, 1, 4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, glicol neopentilico, trimetilolpropano, glicerol, trimetiloletano, pentaeritritol, sorbitol, así como compuestos de hidroxilo que contienen grupos éter, tales como alquil-glicol o glicoles oligoméricos así como gliceroles oligomericos .

Otro grupo de polioles oleoquímicos son los productos de apertura de anillo y productos de intercambio de esteres de ésteres de ácidos de grasos epoxidados de alcoholes inferiores, por ejemplo, esteres de metil, etil, propil o butil de ácidos grasos epoxidados. Productos de apertura de anillo y productos de intercambio de ester con alcoholes de las funcionalidades de 2 a 4, en particular los productos de reacción con etilen glicol, propilen glicol, etilen glicol oligomérico, propilen glicoles oligomérico, glicerol, trimetilpropano o pentaeritritol son preferidos aquí. La funcionalidad se puede incrementar por hidrogenacion del grupo ester.

Otro grupo de polioles que se requieren de acuerdo a la invención incluye polioles funcionalizados superiores con 3 a 14 grupos OH, en particular 4 a 9 grupos OH. Estos polioles incrementan la densidad de reticulación de los polímeros y resistencia mejorada al rendimiento. Estos pueden ser mezclas de polioles. Estos polioles son diferentes de los polioles hidrofobicos mencionados anteriormente.

Ejemplos de tales polioles incluyen alcoholes de azúcar, los cuales tienen un número correspondiente de grupos OH, en particular tetritas, pentitas o hexitas o aquellos basados en los disacáridos. Los azucares antes mencionados se pueden usar también, pero los alcoholes de azúcar hidrogenados en particular. Por ejemplo se incluyen: el sorbitol, inosiol, manitol, treitol, eritritol, adonitol, arabitol, ribitol, xilitol, dulcitol, ribosa, xilosa, lixosa, glucosa, galactosa, mañosa, alosa, altrosa, gulosa, idosa, talosa, fructosa, sorbosa, psicosa, tegatosa, desoxirribosa, glucosamina, galactosamina, ramnosa, digitoxosa, sacarosa, lactosa, trehalosa, maltosa, celobiosa, melibiosa, gestiobiosa, rutinosa. Los correspondientes productos de etoxilación y propoxilación con hasta quince unidades de óxido de alquileno también se pueden usar.

Los polioles con cuatro, cinco o seis grupos OH que tienen al menos un grupo amino terciario también se pueden usar opcionalmente . Por ejemplo se incluyen productos de reacción etoxilados o propoxilados de di-aminas o tri-aminas de C3 a C6. Los productos de etoxilación y propoxilación de etilendiamina son útiles en particular.

El peso molecular de los polioles funcionalizados superiores puede ascender de 120 a 3000 g/mol, en particular de 250 a 2000 g/mol.

Los polioles de poliéter se pueden usar también. Ejemplos de ellos incluyen los productos de reacción de tres a seis alcoholes funcionales, los cuales pueden ser sintetizados haciendo reaccionar óxido de etileno u óxido de propileno, por ejemplo, glicoles de polipropileno. Otro grupo de polioles de polieter útiles son los glicoles de politetrametileno, los cuales pueden ser sintetizados, por ejemplo, por la polimerización ácida de tetrahidrofurano . El peso molecular de esos polioles de poliéter es generalmente de entre 200 y 6000 g/mol, preferiblemente en el intervalo de 300 a 3000 g/mol.

Esos polioles altamente funcionales pueden tener pesos equivalentes de 30 a 400 g/eq, preferiblemente 50 a 300 g/eq, mientras el peso molecular es aproximadamente más que 500 y menos que 1500 g/mol. La funcionalidad promedio de los polioles en el componente A debe ser de 2.2 a 5 en promedio, en particular más que 2.5 a 4. Las mezclas se pueden usar, de modo que los componentes individuales pueden contener un número diferente de grupos OH. Los diferentes polioles son comercialmente disponibles.

Los polioles altamente funcionales usualmente tienen grupos OH. En una modalidad sin embargo, también es posible para grupos -SH o -NHR estar presentes en al menos proporcionalmente como grupos funcionales reactivos. En una modalidad preferida, sin embargo, los compuestos que tienen grupos amino primario, secundario o terciario no están presentes en una composición que sea adecuada de acuerdo a la presente invención.

Además, cantidades de hasta 10 % en peso de dioles pueden estar presentes. Estos pueden ser dioles de poliéster útiles con un peso molecular de aproximadamente 500 a aproximadamente 1500 g/mol. Asi, por ejemplo, los polioles de poliéster obtenidos por la reacción de alcoholes de bajo peso molecular con lactonas o haciendo reaccionar ácidos di-carboxilicos con dioles que pueden ser usados. Tales polioles de poliéster son conocidos a los entendidos en la materia. Sin embargo, los dioles de C2 a CIO o copolimeros de óxido de etileno y/u óxido de propileno con un peso molecular de menos de 1000 g/mol pueden estar presentes.

La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención puede también contener aditivos los cuales preferiblemente se mezclan parcialmente o completamente con el componente de poliol. Estos se entienden " como substancias las cuales son usualmente añadidas en pequeñas cantidades para alterar las propiedades de los adhesivos, por ejemplo, viscosidad, comportamiento humectante, estabilidad, rapidez de reacción, formación de burbujas, almacenabilidad o adhesión, en la dirección deseada y también para adaptar el uso de propiedades para el propósito previsto. Ejemplos de los aditivos incluye agentes de control de flujo, retardantes de reacción, agentes tixotrópicos, catalizadores, agentes de prolongación de vida útil, agentes colorantes, desecantes, resinas y/o agentes humectantes.

Los catalizadores pueden ser usados. Los compuestos organometálicos usuales que se conocen en la química de poliuretanos, por ejemplo, compuestos de hierro o compuestos de estaño en particular son usados como catalizadores. Las aminas terciarias o amidinas en particular se pueden usar como catalizadores, opcionalmente en combinación con los compuestos de estaño enlistados anteriormente. Una modalidad preferida de la composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención es libre de tales substancias catalizadoras .

Además, la composición de acuerdo a la invención puede opcionalmente contener estabilizadores opcionales. Los estabilizadores en el sentido de la presente invención incluyen antioxidantes, estabilizadores UV o estabilizadores de hidrólisis. Ejemplos de ellos incluyen los fenoles estéricamente impedidos y/o tioeteres y/o benzotriasoles sustituidos y/o aminas del tipo HALS (Estabilizadores de Luz de Aminas Impedidas) comercialmente disponibles.

También es posible que pequeñas cantidades de plastificante, pastas de tinta, tamizados moleculares, pigmentos o rellenos estén presentes. La cantidad de tales ingredientes deberá ser menor del 15% en peso. La cantidad de rellenos y pigmentos deberá ser preferiblemente menor de 2 % en peso. En particular los no pigmentos, los tamizados moleculares, los rellenos y/o los plastificantes están incluidos. La composición de acuerdo a la invención deberá preferiblemente no contener algún solvente orgánico. Los compuestos líquidos los cuales captan la humedad durante el almacenaje pueden también ser usados como agentes secantes.

Además, las resinas pueden opcionalmente ser incluidas.

Estas pueden ser resinas naturales o resinas sintéticas. Una modalidad especial usa resinas que contienen grupos OH, en particular que tienen múltiples grupos OH. Estos también podrán reaccionar con los isocianatos. En una modalidad preferida, la cantidad puede ser de entre 5% y 30%.

Los aditivos son seleccionados para que no entren en cualquier reacción o reacciones secundarias con los isocianatos, en al menos no durante la duración de la reacción de reticulación.

Los retardantes en el sentido de esta invención se entienden que son substancias las cuales hacen que la reacción vaya despacio entre los grupos OH y NCO. Los compuestos que reaccionan con ácido son adecuados para este propósito, por ejemplo, ácidos carboxílicos orgánicos o inorgánicos, cloruros de ácido, sales de ácidos inorgánicos u otros compuestos de ácidos orgánicos. Estos deberán estar presentes en cantidades de 0.05 a 3.0 % en peso.

De acuerdo a la invención, los ácidos orgánicos para ser usados como retardantes son los que tienen por ejemplo un pKs de entre 2.8 y 4.5, por ejemplo, tales como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido ascórbico, ácido benzoico, ácido o-hidroxibenzoico, ácido p-hidroxibenzóico, ácido 2, 3-dihidroxibenzóico, ácido 2, -dihidroxibenzóico, ácido 3 , 4-dihidroxibenzóico, ácido salicilico, ácido adipico, ácido succinico, ácido málico, ácido acetilsalicilico, alanina, ß-alanina, ácido 4-aminobutirico, glicina, ácido láctico, sarcosina, serina. Sin embargo, el ácido fórmico, ácido acético, ácido monocloroacético o dicloroacético, ácido 2,4- o 2, 6-diclorofenilacetico; ácido fosfórico, fosfato de hidrogeno; intercambiadores de catión polimérico con grupos carboxilo o con grupos ortofosfato; cloruro de litio, isocianato de 4-toluilensulfonil o cloruros ácidos de los ácidos carboxilicos mencionados arriba se pueden usar también. Los compuestos mencionados arriba se pueden usar en forma individual o en mezcla.

Una composición de acuerdo a la invención puede contener 5 a 40 % en peso de polioles hidrofóbicos como componentes A, en particular los polioles oleoquimicos , 50 a 90 % en peso de polioles tri-funcionales y superiores con un peso equivalente de 30 a 400 g/eq, 0 a 10 % en peso de dioles con un peso equivalente de 30 a 500 g/eq y 0.05 a 10 % en peso de aditivos. Una modalidad preferida deberá contener en particular hasta 5% de líquido desecante. Una modalidad preferida deberá contener fracciones de aceite de ricino y/o polipropilen glicol. La suma de los porcentajes de los componentes polioles deberá siempre producir 100%.

En el componente B de isocianato, 65 a 100 % en peso de poli-isocianatos aromáticos estarán presentes así como 0 a 35 % en peso de isocianatos alifáticos y 0 a 3 % en peso de al menos un retardante. En particular solo los isocianatos aromáticos con diferentes grupos NCO reactivos están presentes, por ejemplo. La relación de los grupos isocianatos contenidos en el componente de isocianato a los grupos OH contenidos en los componentes de polioles está usualmente en el intervalo de equivalencia, en el que un ligero exceso de grupos isocianato es conveniente con respecto a la humedad presente en la superficie. La relación NCO/OH deberá ser entre 0.90:1 y 1.5:1, en particular 1.0:1 a 1.2:1.

Para producir la composición de los componentes de poliuretano de acuerdo a la invención, el componente poliol se produce primero. Para hacerlo, el poliol liquido y opcionalmente los componentes sólidos se disuelven en la mezcla. Esto también puede ser apoyado por calentamiento. Después los aditivos se añaden y se dispersan. El contenido de humedad se deberá mantener bajo; por ejemplo, la cantidad de agua puede ser reducida por el uso de desecantes tales como zeolitas o por secado en vacio. Algunos de los aditivos inertes también se añaden al componente isocianato. Los dos componentes son almacenados separadamente hasta que son usados. Estos dos componentes son mezclados juntos en una manera esencialmente conocida para su uso y la mezcla es aplicada al substrato que va a ser unido.

Para permitir una aplicación de acuerdo a la invención, una composición de dos componentes de poliuretano de acuerdo a la invención tiene una viscosidad en la forma mezclada de 100 a 3000 mPas (medido con un Brookfield RTV, DIN ISO 2555), medido a una temperatura de entre 20°C y 60°C. En particular la viscosidad deberá ser de 100 a 1500 mPas, preferiblemente menos de 1000 mPas. Medido a 20°C a 40°C. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención se puede aplicar a esas temperaturas. La viscosidad se determina inmediatamente después de mezclarlo, por ejemplo, hasta dos minutos después de la mezcla, a medida que aumenta gradualmente debido al inicio de la reacción de la reticulación.

La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención tiene una larga vida útil, la cual deberá ser más de 60 minutos, en particular más de 90 minutos. El tiempo de vida útil se entenderá como el tiempo después del cual la viscosidad de la mezcla a 25°C habrá aumentado a más de 50,000 mPas. El tiempo de vida útil puede ser influenciado a través del cambio de los polioles, la reactividad de los isocianatos y la cantidad y selección de las substancias retardantes .

La composición reticulante de acuerdo a la invención tiene una temperatura de transición vitrea (Tg) de 50°C a 130°C (medido con DSC, DIN 11357), en particular desde 80°C a 110°C. Una estabilidad mecánica alta de la composición se obtiene debida a la selección del poliol polifuncional de acuerdo a la invención .

Además, el tema de la invención es también un método para producir los componentes de los compuestos. En este método, las composiciones de acuerdo a la invención se aplican por introducción en un molde. Este molde debe contener los materiales de fibra mencionados anteriormente, por ejemplo, en une forma direccional. De acuerdo a la invención, los dos componentes A y B son combinados primero, en una forma por lotes o continuamente. Inmediatamente después, la mezcla liquida se introduce dentro de un molde cerrado. Los materiales de fibra ya están presentes en el molde y son arreglados en la posición deseada. Las composiciones de acuerdo a la invención se introducen dentro del molde por vacio o por presión. Esto se nota que la rapidez de flujo se selecciona de modo que los gases o el aire entre las fibras de los materiales pueden escapar. En otro procedimiento, el molde que contiene el material de fibra es cubierto con una película y es sellado al vacio en el borde. El molde tiene aberturas a través de las cuales un vacio puede ser aplicado al molde. La mezcla de acuerdo a la invención es introducida dentro del molde uniformemente debido a este vacio. Con este procedimiento, es ventajoso que las posibles inclusiones de burbujas puedan ser reducidas debido al vacio. Aquellos expertos en la técnica son conscientes de tales métodos de infusión en principio.

Los moldes pueden solo llenarse muy lentamente debido al tamaño de los moldes, los cuales pueden aun tener más de 30 metros de longitud. Las composiciones de acuerdo a la invención tienen un tiempo de vida útil, los cuales permiten un flujo de que viene lento contra los materiales de fibra, un desplazamiento de las burbujas de aire y un llenado del molde por un largo periodo de tiempo. Los materiales de fibra son entonces completamente incrustados en el material matriz.

Después de llenado el molde, la composición comienza a endurecer. Esto se logra sin ninguna fuente adicional de calor. El calor de reacción liberado por la reacción de reticulación no conduce a un sobrecalentamiento local del substrato. Para acelerar la reacción de reticulación, es posible calentar el molde después que este ha sido completamente llenado con la composición. El calentamiento puede ser hecho a una temperatura hasta 90°C. Se alcanza por lo tanto una más rápida reticulación del material matriz. Asi el molde se puede remover de la moldura más pronto y entonces está disponible para los pasos adicionales de trabajo. El curado también se puede desarrollar en vacío o bajo presión.

Las composiciones convenientes de acuerdo a la invención producirán una alta estabilidad mecánica después de la reticulación como una parte del compuesto. La estabilidad estructural del material compuesto puede ser medido por el modulo de E, por ejemplo. La composición de acuerdo a la invención asegura que el modulo de E es mayor que 1000 MPa a temperaturas de entre -10°C y +70°C (como DIN EN ISO 527) .

También puede ser ventajoso para un mejoramiento en las propiedades de la matriz de reticulado para sujetar la moldura a un proceso de temple después de curar. La moldura debe llevase uniformemente a una elevada temperatura de entre 40°C y 90°C por un período de tiempo de entre 30 minutos y 24 horas. Independientemente de la teoría, se asume que un orden interno de los sitios reticulares y regiones parcialmente cristalinas son así obtenidas, llevando a unas propiedades estables de la matriz. Así la estabilidad mecánica del material de polímero curado completamente bajo una carga térmica será mejorada después de la reticulación.

Las composiciones de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la invención son apropiadas en particular para los materiales de fibra incrustados por el método de infusión, por ejemplo. Los materiales de fibra conocidos son dispuestos e incrustados dentro de una matriz de polímero en conjunto". Este compuesto produce moldeados que tienen una alta estabilidad mecánica y buena estabilidad en el ambiente.

Esta composición tiene buena adhesión para el substrato de fibra. Debido a la reducida viscosidad, una matriz libre de defectos se puede producir y en particular se pueden evitar las burbujas en el moldeo. Otra ventaja es que debido a la reactividad retrasada, la temperatura de la composición de acuerdo a la invención se eleva lentamente. Se evita asi el sobrecalentamiento de las partes del compuesto de modo que se evita el daño a los materiales de fibra sensibles.

Otra ventaja de la composición es la estabilidad en la intemperie que se incrementa en los materiales de compuestos de fibra. No hay ningún debilitamiento mecánico significativo de las partes aun a elevadas temperaturas y elevadas humedades atmosféricas. Los moldeados de fibra correspondientes son asi apropiados para usarse bajo altas condiciones de intemperie variable en particular.

Los siguientes ejemplos ilustran la invención: Métodos de medición: Viscosidad: Brookfield RVT (ISO EN 2555) a la temperatura indicada Temperatura de transición de cristal (Te) : DSC Tiempo de vida útil: Los dos componentes son llevados a 25°C y son mezclados a una relación de cantidad especifica. La viscosidad se determina a intervalos regulares. El tiempo en el cual la viscosidad se ha elevado por encima de 50,000 mPas se determina como el tiempo de vida útil.

Resistencia a la tracción, alargamiento a la rotura, módulo de E: DIN EN ISO 527 (prueba de velocidad 1 mm/min) Resistencia al corte, deformación de cizalla, módulo de cizalladura: DIN EN ISO 14129 (prueba de velocidad 2 mm/min) Contenido de fibra: DIN EN ISO 1172 Los ingredientes de los componentes de los polioles se mezclan y se secan al vacio. Los ingredientes de los componentes NCO se mezclan similarmente . Los componentes A y B que se han mezclado a temperatura ambiente en una relación 1:1 que luego se vierten dentro de moldes de losa vertical. Las molduras endurecen por 1 hora a 30°C, entonces 4 horas a 80°C. A continuación las losas se cortan para formar cuerpos de prueba.

El ejemplo compara ivo 5 fue desarrollado como el ejemplo 2, con la condición de que no fue añadido dicloruro de ácido isoftálico. La viscosidad fue la misma como la viscosidad inicial; después de 60 minutos la viscosidad fue de 54,000 mPas .

La producción del compuesto usando la formulación del ejemplo 2: Tela tejida de polipropileno de estiramiento y un auxiliar de flujo son colocadas sobre dos capas de un lienzo de fibra de vidrio biaxial sobre una hoja de polipropileno. Esta estructura se cubre con una película al vacío que es fijada sobre la hoja de polipropileno usando un cable de sellado, para que el vacío se pueda crear entre la hoja y la película (bolsa de vacío) . El material alimentado es llevado con tubería de PVC desde un contenedor de almacenamiento, el cual contiene la mezcla de la composición de los dos componentes de poliuretano. En la bolsa al vacio, la resina es distribuida a través de un orificio de un tubo. Este trabaja con un vacio de 100 mbar, el cual es aplicado uniformemente a través de un orificio de tubo sobre el ancho completo del lienzo. Después de endurecer por 12 horas a temperatura ambiente, el compuesto es templado por 4 horas a 80°C.

Propiedades de tensión a la deformación La determinación del valor en una dirección de ±45°

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de poliuretano de reticulación, de dos componentes, caracterizada en que consiste de: -un componente A que contiene polioles y aditivos. -un componente B que contiene 100 a 65 % en peso de poli- isocianatos aromáticos, 0 a 35 % en peso de poli- isocianatos alifáticos y 0.1 a 3.0 % en peso de retardantes y opcionalmente aditivos, donde la composición de la mezcla tiene una viscosidad (EN ISO 2555) de 100 mPas a 3000 mPas a 25°C, y la composición reticulante tiene una temperatura de transición vitrea (Tg) de más de 50°C y tiene un tiempo de vida útil de más de 60 minutos .

2. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizada en que el componente de poliol contiene 0 a 10 % en peso de dioles con un peso equivalente de 30 a 500 g/eq, 50 a 90 % en peso de polioles con un peso equivalente de 30 a 400 g/eq, 5 a 40 % en peso de polioles oleoquimicos y 0 a 2 % en peso de catalizadores.

3. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que el retardante se selecciona desde ácidos carboxilicos orgánicos, ácidos inorgánicos, cloruros de ácido, sales ácidas o isocianatos ácidos.

4. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 a 3, caracterizado en que menos del 2 % en peso de pigmentos y rellenos están contenidos en la misma.

5. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 a 4, caracterizado en que los isocianatos aromáticos se seleccionen de 2,4-MDI y/o 4,4-MDI, en particular mezclas, y los isocianatos alifáticos se seleccionan de los oligomeros de HDI.

6. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 a 4, caracterizado en que la composición está libre de plastificantes , solventes y/o pigmentos .

7. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 a 5, caracterizado en que la composición de poliuretano de dos componentes, 60 minutos después de que se ha mezclado, tiene una viscosidad de menos de 50,000 mPas.

8. La composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a la reivindicación 1 a 7, caracterizado en que la composición reticulada tiene una temperatura de transición vitrea de 50°C a 130°C.

9. Un método para la producción de partes de material compuesto de fibras sintéticas y composiciones de poliuretano de dos componentes, caracterizado en que los componentes de la composición de acuerdo a las reivindicaciones 1 a 8 son mezcladas e introducidas inmediatamente después bajo un vacio y/o presión dentro de un molde que contiene las fibras.

10. El método de acuerdo a la reivindicación 9, caracterizado en que la mezcla de los componentes es liberada de los gases encerrados antes de que se introduzca dentro del molde.

11. El método de acuerdo a las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado en que la composición se introduce de 15°C a 35°C y la reacción es acelerada elevando la temperatura después de que el molde ha sido llenado completamente.

12. El método de acuerdo a las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado en que el material de fibra se selecciona de fibras naturales, fibras de vidrio, fibras de carbón, fibras sintéticas, fibras cerámicas, fibras de boro, fibras metálicas y otros materiales de fibras de alta resistencia.

13. El método de acuerdo a la reivindicación 12, caracterizado en que los materiales fibrosos son usados como tapetes, textiles tejidos, tejidos ligeros, mechas, lienzos, opcionalmente después de un pre tratamiento de las fibras.

14. Un material compuesto de fibra que consiste de materiales de fibra y una composición de poliuretano de dos componentes de acuerdo a alguna de las reivindicaciones 1 a 8.

15. El material compuesto de fibra de acuerdo a la Reivindicación 14, caracterizado en que los materiales de fibra están contenidos direccionalmente y están incrustados en una matriz de la composición de poliuretano dos componentes.