TWI537297B - 藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物 - Google Patents

藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物 Download PDF

Info

Publication number
TWI537297B
TWI537297B TW101109981A TW101109981A TWI537297B TW I537297 B TWI537297 B TW I537297B TW 101109981 A TW101109981 A TW 101109981A TW 101109981 A TW101109981 A TW 101109981A TW I537297 B TWI537297 B TW I537297B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mpas
fiber
isocyanate
viscosity
polyurethane
Prior art date
Application number
TW101109981A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201245258A (en
Inventor
猶薩馬 尤尼斯
Original Assignee
拜耳材料科學有限責任公司
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 拜耳材料科學有限責任公司 filed Critical 拜耳材料科學有限責任公司
Publication of TW201245258A publication Critical patent/TW201245258A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI537297B publication Critical patent/TWI537297B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • C08L75/08—Polyurethanes from polyethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/1875—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof containing ammonium salts or mixtures of secondary of tertiary amines and acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C08G18/4804—Two or more polyethers of different physical or chemical nature
    • C08G18/482—Mixtures of polyethers containing at least one polyether containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/71—Monoisocyanates or monoisothiocyanates
    • C08G18/715—Monoisocyanates or monoisothiocyanates containing sulfur in addition to isothiocyanate sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • B29L2031/085—Wind turbine blades
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物
本發明係關於一種聚胺基甲酸酯形成系統，其可藉由真空滲入法生產強化的聚胺基甲酸酯複合物，以及從此系統生產的複合物。本發明此系統的加工特徵及從此系統生產的複合物之物理性質特別有利於生產大型物件。本發明之複合物特別合適應用在例如風力機葉片。
強化的複合物被用在強度及輕重量是重要物理性質之多種應用中。使用強化的複合物之應用實例包括汽車零件及建築材料。
迄今，使用的纖維強化複合物之應用受限於聚合物形成系統之加工性及用於生產複合物的聚合原料之性質。更確切地說，大型複合物物件之生產要求液體反應性系統其黏度足夠低使完全穿透強化原料且反應性足夠緩慢使得形式或模具還沒完全填滿之前不會完全定型，但是不會緩慢至生產單一模塑複合物物件將需要極長的時間而使得用此原料生產複合物物件變成不經濟。
一種加速將反應性系統引入強化原料之方法是真空滲入模塑法。在真空滲入模塑法中，將強化原料放在真空腔內。隨後將此真空腔內的壓力抽低。在其中壓力下降的袋子與在進料至袋子的反應性混合物上的大氣壓力之間的壓差，推擠反應性混合物進入袋子及進入強化原料中。但是，此技術並不是沒有其問題。因為不良的纖維體積控制、太少 的纖維體積及過量的樹脂，生產的複合物之局部區域可能顯現低於最適化的物理性質。
嘗試解決真空滲入法產生的問題包括使用特殊設計的模具(U.S.2008/0237909)、使用雙重真空腔樹脂滲入裝置(U.S.2008/0220112)、使用多重流動注射點、在兩個分開的階段加入熱塑性原料(U.S.2010/0062238)、及生產較小片段之所要物件且隨後連接這些片段(U.S.2007/0183888)。
但是，這些技術要求特殊設計的設備及/或多重方法步驟。
迄今，尚未嘗試改良形成聚合物的反應混合物，尤其是形成聚胺基甲酸酯的反應混合物，其經成功地在真空滲入法中用於生產大型複合物物件例如風力機。
因此，有利於發展聚胺基甲酸酯形成系統，其黏度足夠低使其可以在完成聚胺基甲酸酯形成反應之前成功滲入強化原料中且反應性不至於緩慢至使複合物的生產變成經濟上不可行。
發明概述
本發明之目的是提供一種用於生產大型複合物物件之聚胺基甲酸酯形成系統。
本發明之另一個目的是提供一種聚胺基甲酸酯形成系統其可以藉由真空滲入法有效地滲入強化原料中。
本發明之另一個目的是提供一種使用本發明聚胺基甲酸酯形成系統所生產之複合物物件。
本發明之另一個目的是提供一種聚胺基甲酸酯形成系統用於生產複合物風力機葉片。
本發明之另一個目的是提供一種用本發明聚胺基甲酸酯形成系統真空滲入強化原料之方法。
本發明之另一個目的是提供藉由真空滲入法所生產的複合物其在6小時或更短時間內脫模而具有足夠的濕強度(green strength)。
這些及從事此項技藝者明顯理解之其他目的是經由下面更詳細敘述的聚胺基甲酸酯形成系統達成，該系統在25℃的黏度小於600 mPas持續至少30分鐘，在環境溫度之凝膠時間大於60分鐘且水含量低於0.06重量%。
發明之詳細說明
本發明係關於一種聚胺基甲酸酯形成系統，該系統在25℃的黏度小於600 mPas持續至少30分鐘，較宜低於400 mPas，最宜從250至300 mPas，凝膠時間大於60分鐘，較宜大於180分鐘且水含量低於0.06重量%，以聚胺基甲酸酯形成系統總重量為基準。
本發明系統包括異氰酸酯成份及異氰酸酯-反應性成份。
本發明系統之異氰酸酯成份在25℃的黏度必須是從約20至約300 mPas，較宜從約20至約300 mPas，更宜低於100 mPas，最宜從約40至約80 mPas。此異氰酸酯成份包括至少一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯。
本發明系統之異氰酸酯-反應性成份包括：(i)一或多種多元醇類其黏度在25℃是從20至850 mPas，較宜從約30 至約750 mPas，更宜從約40至約700 mPas，最宜從約50至約650 mPas，且OH數從約200至約800毫克KOH/克，較宜從約300至約700毫克KOH/克，更宜從約400至約600，最宜從約350至約520毫克KOH/克；(ii)至多約6重量%的流動添加劑，以總異氰酸酯-反應性成份為基準，較宜至多約4至重量%，最宜至多約3重量%，及(iii)從約2至約6重量%的乾燥劑，以總異氰酸酯-反應性成份為基準，較宜從約2至約4重量%，最宜從約2至約3重量%，異氰酸酯-反應性成份全部成份之重量百分比總和是等於100重量%。
本發明異氰酸酯-反應性成份之平均官能度通常是從約2至約6，較宜從約2至約4，最宜從約2至約3。
隨意地，至多1重量%不會造成發泡的添加劑也可以包含在本發明系統內，較宜在異氰酸酯-反應性成份中。
異氰酸酯成份與異氰酸酯-反應性成份是在NCO指數(也就是存在的反應性異氰酸酯基的總數對在方法中使用的條件下可以與異氰酸酯反應的異氰酸酯-反應性基的總數之比例乘以100)是在從99至110之量下反應，較宜從約100至約105，最宜約102。
在25℃黏度不大於300 mPas或其當與其他二異氰酸酯或聚異氰酸酯混合時導致在25℃平均黏度不大於300 mPas之任何已知的二異氰酸酯或聚異氰酸酯可以 包含在本發明系統之聚異氰酸酯成份中。但是，較宜只有一種二異氰酸酯或聚異氰酸酯包含在本發明之異氰酸酯成份中。特別較宜是二異氰酸二苯基甲酯(MDI)及聚合的MDI。特別較宜的聚異氰酸酯之實例是從Bayer MaterialScience LLC以Mondur CD、Mondur MRS-4及Mondur MRS-5的名稱商業化供應的聚異氰酸酯。
在25℃黏度低於850 mPas且OH數是從約200至約800之任何已知的多元醇類皆為本發明系統之合適多元醇成份。合適多元醇包括聚醚多元醇及聚酯多元醇。較佳的多元醇是在25℃黏度低於850 mPas且OH數是從約200至約800之聚醚多元醇。較佳的多元醇實例是以Multranol 9168、Multranol 9138、Multranol 4012、Multranol 4035、Multranol 9158、Multranol 9198、Multranol 9170、Arcol PPG425、Arcol 700、及Arcol LHT 240的名稱商業化供應的彼等聚醚多元醇。
任何已知的流動添加劑皆可包含在本發明系統之異氰酸酯-反應性成份中。較佳的流動添加劑實例包括以Byk 1790、Byk 9076、Foamex N、BYK A530、BYK 515、BYK-A 560、BYK C-8000、BYK 054、BYK 067A、BYK 088及Momentive L1920的名稱商業化供應的彼等流動添加劑。
任何已知的乾燥劑可以包含在本發明系統之異氰酸酯-反應性成份中。合適的乾燥劑實例包括：以Incozol的名稱商業化供應者、OMG Group供應的異氰酸對甲苯磺醯酯、粉狀篩及氫化鈣。
該反應混合物可以隨意地含有觸媒，用於一或多個聚異氰酸酯之聚合物形成反應。使用的觸媒較宜藉由與異氰酸酯-反應性成份預先混合而引入反應混合物中。用於有機聚異氰酸酯之聚合物形成反應的觸媒是從事此項技藝者所熟知。較佳的觸媒包括但不限於三級胺、三級胺酸鹽、有機金屬鹽、共價性鍵結的有機金屬化合物、及其組合。達成所要的反應性情形所需之較佳觸媒的量，將隨著調製物之組成物而變化且必須對各反應系統(調製物)最適化。從事此項技藝者可充分理解此最適化。該觸媒在使用的異氰酸酯-反應性成份中較宜有至少部份程度的溶解性，且最宜完全溶解在所需使用量的成份中。
如果需要時，本發明之調製物可以含有其他隨意的添加劑。其他隨意的添加劑之實例包括粒狀或短纖維填充物、內部脫模劑、阻燃劑、消煙劑、染料、顏料、抗靜電劑、抗氧化劑、UV安定劑、少量的黏度降低惰性稀釋劑、這些之組合，以及此項技藝中的任何其他已知添加劑。在本發明之部份具體實施例中，添加劑或其部份可以提供至纖維，例如將纖維用添加劑塗覆。
其他可選用的添加劑包括除水劑例如分子篩；去泡沫劑例如聚二甲基二矽氧烷；偶合劑例如單-環氧乙烷或有機胺官能基的三烷氧基矽烷；這些之組合等。阻燃劑有時候是複合物中所需要的添加劑。較佳的阻燃劑種類之實例包括但不限於磷酸三芳酯；磷酸三烷酯，尤其 是彼等帶有鹵基者；三聚氰胺樹脂(少量)；鹵化的烷烴及其組合。
本發明也關於使用本發明系統生產之強化複合物。這些強化複合物是藉由將本發明系統滲入強化的原料中且隨後固化被滲入的強化原料而生產。
合適於生產此複合物的強化原料包括：任何纖維原料或提供在浸漬期間可以經由聚胺基甲酸酯調製物至少部份溼化的長纖維之原料。纖維強化原料可以是單股、編織股、編織或非編織的墊結構及其組合。可以使用單層或多層結構之長纖維製成的墊或面紗。合適的纖維原料是已知。合適的纖維原料之實例包括：玻璃纖維、玻璃纖維墊、碳纖維、聚酯纖維、天然纖維、芳綸纖維、尼龍纖維、玄武岩纖維及其組合。在本發明中特別較佳的是長玻璃纖維。該強化纖維可以隨意地用從事此項技藝者已知的施膠劑或黏著促進劑預先處理。
長纖維強化原料在本發明複合物中的重量百分比可以變化很大，取決於使用的纖維種類及複合物物件之最終應用。強化原料填充可以從30至80重量%的玻璃，較宜從40至75%之最終複合物重量，更宜從50至72重量%，且最宜從55至70重量%，以最終複合物重量為基準。長纖維強化原料在本發明複合物中存在的量可以在這些值的任何組合之間，包括所指出的值。
本發明複合物的特徵是疲勞張力強度(根據ASTM E647-05測定)至少是強化的環氧複合物疲勞張力強度 之兩倍。本發明複合物也具有層間斷裂韌性值(根據ASTM D5528測定)至少是纖維強化的環氧複合物層間韌性值之兩倍。這些特徵使得本發明複合物特別可應用在例如風力機葉片。
本發明複合物較宜藉由真空滲入法製造。真空滲入法是從事此項技藝者已知。
更確定地說，使用本發明系統藉由真空滲入法生產複合物時，將異氰酸酯及異氰酸酯-反應性成份脫氣並混合而形成反應混合物。將強化原料放在真空腔(通常是一或多個袋子)內。然後將此真空腔內的壓力抽低。在壓力已經降低的真空腔與反應混合物上的大氣壓力之間的壓差推擠反應混合物進入真空腔及進入強化原料中。將反應混合物固化並將如此形成的複合物從真空腔移除。
滲入法之更詳細說明可見於美國專利申請公告2008/0220112及2008/0237909。
如此描述本發明後，下面的實例是提供作為其說明。在這些實例中報告的全部組份及百分比是重量組份或重量百分比，除非另外指出。
在下面實例中使用的原料是：
用於生產在實例中測試的嵌板之一般方法
藉真空輔助的樹脂轉移模塑(RTM)法從下表中所指的上列原料組合與玻璃纖維生產24吋(61公分)乘24吋大小的嵌板。從中心藉周邊滲入拉真空而製造嵌板。在表上的玻璃表面充分乾淨後，將密封膠帶施加至外袋表面玻璃之整個周界，並使用玻璃纖維墊輪廓的膠帶之內部周界。將脫模劑施加至膠帶的內表面兩次並擦拭膠帶 周界之間的過剩脫模劑。將表上的脫模劑磨光並空氣乾燥後，將玻璃纖維墊放在周界內部。
將螺旋切割的聚乙烯管加熱以移除不要的捲曲，將t型接頭連接至管子的一端。然後使用小半吋的相同密封膠帶將管子沿著玻璃纖維墊之整個周圍放置使產生周界且最終將管子連接至t型接頭的另一端。將作為離型膜使用的一片聚乙烯切下使合適於樹脂釋放管的內部周界，並在聚乙烯片的中心切出半吋(1.27公分)方形開口。切下一個小矩形喘息布並放在玻璃纖維墊中央的樹脂連接器下面。用一片布覆蓋方形開口並達到數吋，使得當樹脂連接器稍微偏離中心時，到達中心的任何樹脂不會從管子拉升太快而造成生產的區域起泡。
然後切下第一個真空袋。將密封膠帶放在樹脂連接器的周邊上並環繞t型接頭的底部。將真空袋放在整個墊子上，一或兩吋超越密封膠帶第一個周界的四面。戳破一個洞使通過t型接頭並切下一個圓圈使樹脂連接器通過。需要時使用褶子將真空袋並排卡在密封膠帶使整個袋子盡量保持平整且無皺紋。
內袋完全密封後，從輥切下外真空袋。真空袋放在整個嵌板上後，在外真空袋重複相同的步驟，戳破一個洞使通過t-接頭並切下一個圓圈使樹脂連接器通過。再度將密封膠帶放在t型接頭及樹脂連接器的周邊上。將真空袋同時卡住彼等物件且再次需要時使用褶子開始並排密封，保留一側開口使插入外袋真空管。
將喘息布及壓敏性膠帶放在真空管的末端上且隨後用密封膠帶包封接觸密封膠帶邊界的區域(嵌板內部約四吋(10.2公分)至五吋(12.7公分))。
外真空管線到位後，將最後一側密封。然後切下適當大小先前加熱的聚乙烯管，使管子伸出中心樹脂連接器其連接至另一個t型接頭用於連接主真空管線至其他外部管子用於第二個袋子。
然後切下另一個管子並用於連接滲入t型接頭至空樹脂罐。夾住管線以密封整個嵌板。然後開啟真空並從其中抽出全部空氣。抽取真空且同時儘可能消除整個物件的皺紋。不再聽到洩漏後，使用真空洩漏偵測器檢查整個嵌板之微量洩漏。全部的洩漏經定位並消除後，此物件即可以供滲入。
在表1中所指出的多元醇及異氰酸酯的量經量取並混合30秒至1分鐘。然後將樹脂管穿入樹脂罐蓋的孔並將蓋子旋緊同時仍然夾住管子。當樹脂罐到位並低於放在水桶或凳子上的嵌板時，將夾子鬆開。管線完全開啟。樹脂罐必須放置低於滲入表面以控制樹脂流動壓力而幫助控制樹脂流動速率。物件開始從外圍填入。滲入期間追蹤流動進展並記錄時間。物件完全填滿或不再移動時，將在中心的主要真空管線夾住(通常從1至2小時後，取決於玻璃纖維之複雜性)。然後夾住樹脂管線且最後夾住直接從真空的管線以關閉整個系統。
然後在夾住部份的下方切下連接至真空的管子並用密封膠帶將末端封住。然後將此管子在樹脂管線夾子 下方切開使樹脂從管子排出。然後將管子在裂縫上方切下並用密封膠帶封住使物件不會洩漏。此物件於是經滲入且可以放置在室溫下固化或放在爐中以增加固化時間。
使用6片VectorPly E-BX-2400，800克/米，+/- 45 E-玻璃雙軸織物與實例2之聚胺基甲酸酯形成組合物生產複合物，並與商業化供應的環氧樹脂及乙烯酯樹脂比較。使用的環氧樹脂是EpiKote 135i混合可固化的Hexion EpiCure 1366其可商業化得自Hexion。使用的乙烯酯樹脂是DION® IMPACT 9102-75其可商業化得自Reichhold。然後比較這些嵌板之耐性特徵。此比較是圖示說明於圖中。
從圖明顯看出根據本發明生產的的複合物之張力疲乏優於用已知的環氧樹脂或乙烯酯樹脂生產之嵌板。
根據ASTM D5528在VectorPly E-BX-2400，800克/米，+/- 45 E-玻璃雙軸織物與實例2之聚胺基甲酸酯之複合物嵌板上進行G1C層間斷裂韌性測試，並與商業化供應的環氧樹脂及乙烯酯樹脂比較。使用的環氧樹脂是EpiKote 135i混合可固化的Hexion EpiCure 1366其可商業化得自Hexion。使用的乙烯酯樹脂是DION® IMPACT9102-75其可商業化得自Reichhold。這些韌性測試之結果列在表2。從表2呈現的結果明顯看出本發明聚胺基甲酸酯之韌性至少是用環氧樹脂及乙烯酯樹脂生產的嵌板之兩倍。
本發明複合物之一個主要特性是聚胺基甲酸酯形成系統在環境溫度可以在低黏度保持液態很長時間(也就是至少30分鐘，較宜至少40分鐘，最宜至少50分鐘)而能夠大量滲入。
表3比較典型商業化供應的聚胺基甲酸酯形成系統(Baydur RTM 902其可商業化得自BMS LLC)與本發明實例2的聚胺基甲酸酯形成系統在長時間下的黏度。
雖然本發明在前面經詳細敘述作為說明之目的，可以理解此細節只是用於該目的且從事此項技藝者可以進行改變而沒有偏離經由申請專利範圍所限制之本發明的精神與範圍。
圖1說明從實例2環氧樹脂及乙烯酯樹脂之聚胺基甲酸酯形成系統生產的複合物板之張力疲乏數據。

Claims (16)

  1. 一種聚胺基甲酸酯形成系統，該系統在25℃的黏度小於600mPas持續至少30分鐘，在環境溫度之凝膠時間大於60分鐘且水含量低於0.06重量%，以總系統重量為基準，其包含：a)包括二異氰酸酯或聚異氰酸酯之異氰酸酯成份，其在25℃的黏度是從約20至約300mPas及b)異氰酸酯反應性成份，其含有：(i)一或多種多元醇，其在25℃的黏度是從20至850mPas，且OH值是從約200至約600，(ii)至多約6重量%的流動添加劑，以總異氰酸酯反應性成份為基準，及(iii)從約2至約6重量%的乾燥劑，以總異氰酸酯反應性成份為基準，異氰酸酯反應性成份的全部成份之重量百分比總和是等於100重量%，及c)任選地不會造成發泡之至多1重量%的添加劑其中成份a)及b)是在NCO指數是從99至110的量下反應，形成的聚胺基甲酸酯在環境溫度下在不超過6小時內脫模而具有足夠的濕強度。
  2. 根據申請專利範圍第1項之系統，其在25℃的黏度是低於400mPas。
  3. 根據申請專利範圍第1項之系統，其在25℃的黏度是從250至300mPas。
  4. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中b)(i)是聚醚多元醇。
  5. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中b)(i)包含二或多種聚醚多元醇。
  6. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其凝膠時間大於180分鐘。
  7. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中異氰酸酯成份在25℃的黏度是低於100mPas。
  8. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中異氰酸酯成份包含二異氰酸二苯基甲酯(MDI)或聚合的MDI。
  9. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中b)(i)在25℃的黏度是從600至700mPas。
  10. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中b)(i)含有多元醇其在25℃的黏度是從50至75mPas。
  11. 根據上述申請專利範圍第1項之系統，其中異氰酸酯反應性成份b)之平均官能度是從2至3。
  12. 根據申請專利範圍第1項之系統，其中成份a)及b)是在NCO指數為約1.02的量下反應。
  13. 一種從申請專利範圍第1項之系統藉由真空滲入而生產纖維強化的聚胺基甲酸酯複合物之方法，其包括1)脫氣各成份a)及b)，2)混合脫氣的成份a)及b)而得到形成聚胺基甲酸酯的反 應混合物，3)在纖維強化原料是被形成聚胺基甲酸酯的反應混合物滲入之方式下，施加真空壓力至乾燥的纖維強化原料。
  14. 根據申請專利範圍第13項之方法，其中該纖維強化原料包括：玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維及/或玄武岩纖維。
  15. 一種纖維強化聚胺基甲酸酯複合物，其係根據申請專利範圍第13項之方法所製得。
  16. 根據申請專利範圍第15項之纖維強化聚胺基甲酸酯複合物，其係風力機葉片之形式。
TW101109981A 2011-03-25 2012-03-23 藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物 TWI537297B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/071,810 US9580598B2 (en) 2011-03-25 2011-03-25 Polyurethane composites produced by a vacuum infusion process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201245258A TW201245258A (en) 2012-11-16
TWI537297B true TWI537297B (zh) 2016-06-11

Family

ID=46877874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101109981A TWI537297B (zh) 2011-03-25 2012-03-23 藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9580598B2 (zh)
EP (1) EP2688931B1 (zh)
JP (1) JP5980897B2 (zh)
CN (1) CN103443157B (zh)
AU (1) AU2012237714B2 (zh)
BR (1) BR112013024040B1 (zh)
DK (1) DK2688931T3 (zh)
ES (1) ES2693127T3 (zh)
RU (1) RU2598608C9 (zh)
TW (1) TWI537297B (zh)
WO (1) WO2012134878A2 (zh)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009058101A1 (de) * 2009-12-12 2011-06-16 Bayer Materialscience Ag Verwendung von Schichtaufbauten in Windkraftanlagen
CN104045806B (zh) * 2013-03-13 2021-01-19 科思创德国股份有限公司 用于制备聚氨酯复合材料的聚氨酯组合物
US10100195B2 (en) 2013-06-07 2018-10-16 Kaneka Corporation Curable resin composition, structural adhesive, coating material or fiber reinforced composite material using the same, foam body using the same, laminate using the same, and cured material thereof
CN104277194B (zh) * 2013-07-05 2018-11-30 科思创德国股份有限公司 聚氨酯树脂组合物以及由其制备的聚氨酯复合物
CN104974502B (zh) * 2014-04-10 2019-12-27 科思创德国股份有限公司 聚氨酯复合材料及其制备方法
CA2971793A1 (en) 2014-12-22 2016-06-30 Basf Se Fiber reinforcment of foams made from mutually bonded segments
US20180009960A1 (en) 2014-12-22 2018-01-11 Basf Se Fiber-reimforced molded bodies made of expanded particle foam material
CN107406610B (zh) 2014-12-22 2020-10-30 巴斯夫欧洲公司 含发泡剂的泡沫材料的纤维增强
CA2988952A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Covestro Deutschland Ag Polyurethane systems for layer structures in wind turbines
EP3115184B1 (en) * 2015-07-08 2018-09-12 Airbus Operations GmbH Improved method for vacuum bagging
CN106335141A (zh) * 2015-07-13 2017-01-18 科思创聚合物（中国）有限公司 制造模塑件的方法
CN105482062B (zh) * 2015-12-10 2018-07-13 上海东大聚氨酯有限公司 一种聚氨酯组合聚醚、风力发电用桨叶、生产方法及应用
CN108368335B (zh) 2015-12-11 2021-09-28 株式会社钟化 机械强度优异的含有聚合物微粒的聚氨酯系固化性组合物
WO2017202671A1 (de) 2016-05-25 2017-11-30 Basf Se Konfektionierung faserverstärkter schaumstoffe
CN109196031B (zh) 2016-05-25 2022-01-28 巴斯夫欧洲公司 通过模塑发泡法制得的纤维增强的反应性泡沫
WO2017202667A1 (de) 2016-05-25 2017-11-30 Basf Se Faserverstärkung von reaktivschaumstoffen aus einem doppelbandschäum- oder einem blockschäumverfahren
CN106221191A (zh) * 2016-07-01 2016-12-14 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种用于风机叶片的碳纤维/聚氨酯复合材料的合成方法
WO2018037016A1 (de) 2016-08-26 2018-03-01 Basf Se Faserverstärkter schaumstoff
EP3778765A4 (en) 2018-03-30 2022-01-12 Kaneka Corporation POWDER/GRANULAR SUBSTANCE WITH ENHANCED DISPERSIBILITY IN A THERMOSETTING MATRIX RESIN
CN113227249B (zh) 2018-12-27 2024-03-15 株式会社钟化 树脂组合物及其应用
JP7451498B2 (ja) 2019-03-28 2024-03-18 株式会社カネカ 樹脂組成物の製造方法および樹脂組成物
WO2020196919A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 株式会社カネカ 粉粒体およびその利用
CN112011027B (zh) * 2019-05-31 2022-07-12 万华化学（北京）有限公司 一种聚氨酯复合材料制备方法
EP4017891B1 (en) * 2019-08-21 2023-07-12 Basf Se A preparation comprising thermoplastic polyisocyanate polyaddition product, a process for preparing the same and the use thereof
JP7502314B2 (ja) 2019-09-27 2024-06-18 株式会社カネカ 粉粒体および粉粒体の製造方法
CN111113717A (zh) * 2019-12-16 2020-05-08 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种聚氨酯复合材料的制备方法
CN111019089B (zh) * 2019-12-20 2021-10-22 万华化学（北京）有限公司 一种聚氨酯复合材料及其制备方法
CN115667348A (zh) 2020-05-18 2023-01-31 巴斯夫欧洲公司 聚氨酯形成体系、包含聚氨酯形成体系和纤维增强材料的复合材料及其生产方法和用途
EP4049835A1 (en) * 2021-02-25 2022-08-31 LM Wind Power A/S Method of manufacturing a wind turbine blade and a pre-impregnated sheet therefor.
EP4083101A1 (en) * 2021-04-29 2022-11-02 Covestro Deutschland AG Method for preparing a polyurethane composite material by vacuum infusion process
EP4314105A1 (en) * 2021-03-24 2024-02-07 Covestro Deutschland AG Method for preparing a polyurethane composite material by vacuum infusion process

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3520750A (en) * 1966-12-23 1970-07-14 Allied Chem Novel thermosetting composites and process for making
EP0006557B1 (de) * 1978-07-01 1982-08-11 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffschichten und deren Verwendung bei der Konstruktion von Sandwichbauteilen
GB8819297D0 (en) * 1988-08-12 1988-09-14 Ici Plc Composite materials
US5151483A (en) * 1991-03-13 1992-09-29 Miles Inc. Process for the production of reinforced polyurethane moldings by the reaction injection molding process
US5130404A (en) * 1991-06-04 1992-07-14 Azon Usa Inc. Castable thermosetting polyurethane polymer having improved heat stability
US5614575A (en) 1995-04-24 1997-03-25 Rpg. Inc. Sprayable polyurethane compositions
DE19528939A1 (de) 1995-08-07 1997-02-13 Bayer Ag Wäßrige, vernetzbare Bindemitteldispersionen mit niedrigem Lösemittelgehalt
CA2188503A1 (en) 1995-12-22 1997-06-23 Neil H. Nodelman Polyurethane resin transfer molding systems
JP2892626B2 (ja) 1996-09-10 1999-05-17 住友バイエルウレタン株式会社 ポリウレタン発泡体の製造法
KR20010103702A (ko) 1998-11-16 2001-11-23 추후제출 폴리이소시아누레이트 조성물 및 복합재료
DE60018455T3 (de) 1999-12-07 2009-02-19 The Boeing Company, Seattle Doppelfolien vakuuminjektionsverfahren zur herstellung eines verbundwerkstoffes und damit hergestellter verbundwerkstoff
DE10013409C1 (de) 2000-03-17 2000-11-23 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mittels eines Injektionsverfahrens
CA2454038C (en) 2001-07-19 2009-09-29 Neg Micon A/S Wind turbine blade
JP4031632B2 (ja) * 2001-10-31 2008-01-09 三菱重工業株式会社 繊維強化型プラスチックの製造方法
JP2003226861A (ja) 2002-02-01 2003-08-15 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 止水用薬液及び止水工法
CA2480484C (en) * 2002-03-29 2010-11-16 Huntsman International Llc Process for filament winding
JP3924258B2 (ja) * 2003-04-01 2007-06-06 三菱重工業株式会社 繊維強化プラスチックの製造方法
CA2559031C (en) * 2004-03-22 2010-06-01 Vestas Wind Systems A/S Mould for preparing large structures, methods of preparing mould and use of mould
CA2534237A1 (fr) 2005-03-04 2006-09-04 Gaz Transport Et Technigaz Mousse de polyurethanne/polyisocyanurate renforcee de fibres de verre
DE102005058891A1 (de) * 2005-12-09 2007-06-14 Basf Coatings Ag Flüssige, thermisch härtbare Gemische, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
JP4860256B2 (ja) * 2005-12-19 2012-01-25 積水化学工業株式会社 レール敷設用樹脂成形体
US20070160793A1 (en) * 2005-12-21 2007-07-12 Bayer Materialscience Llc And Daimlerchrysler Corporation Load-bearing composite panels
US8138234B2 (en) * 2006-03-24 2012-03-20 Century-Board Usa, Llc Polyurethane composite materials
EP1880833A1 (en) 2006-07-19 2008-01-23 National University of Ireland, Galway Composite articles comprising in-situ-polymerisable thermoplastic material and processes for their construction
EP1897680B1 (de) * 2006-09-07 2008-11-12 Euro-Composites S.A. Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils mit einem Wabenkern
EP2205654B1 (de) 2007-10-26 2011-08-17 Basf Se Polyurethan-laminierharz, laminat, enthaltend das polyurethanlaminierharz und skier oder snowboards, enthaltend das laminat
JP5850824B2 (ja) 2009-04-01 2016-02-03 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 改良された硬化性能および燃焼挙動を有するポリウレタンおよびポリイソシアヌレートフォーム
CA2772495A1 (en) * 2009-09-04 2011-03-10 Bayer Materialscience Llc Automated processes for the production of polyurethane wind turbine blades

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012134878A2 (en) 2012-10-04
RU2598608C9 (ru) 2017-05-10
EP2688931A4 (en) 2014-09-03
WO2012134878A3 (en) 2013-01-10
BR112013024040A2 (pt) 2016-12-13
JP2014508850A (ja) 2014-04-10
US9580598B2 (en) 2017-02-28
BR112013024040B1 (pt) 2020-08-25
EP2688931A2 (en) 2014-01-29
CN103443157B (zh) 2015-10-14
JP5980897B2 (ja) 2016-08-31
RU2598608C2 (ru) 2016-09-27
CN103443157A (zh) 2013-12-11
US20120245286A1 (en) 2012-09-27
RU2013147457A (ru) 2015-04-27
AU2012237714A1 (en) 2013-09-19
DK2688931T3 (en) 2018-11-26
EP2688931B1 (en) 2018-08-01
AU2012237714B2 (en) 2015-11-19
ES2693127T3 (es) 2018-12-07
TW201245258A (en) 2012-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI537297B (zh) 藉由真空滲入法製造之聚胺基甲酸酯複合物
KR101761954B1 (ko) 풍력 발전소에서의 층 구조의 용도
US9290661B2 (en) Fibre-reinforced composite components and production thereof
DK2768891T3 (en) FIBER REINFORCED POLYISOCYANURATE COMPONENT AND A PROCEDURE FOR PREPARING IT
WO2007112104A2 (en) Polyurethane composite materials
EP3738755A1 (en) Method for preparing a polyurethane composite by a vacuum infusion process
US9085990B2 (en) Use of layer structures in wind power plants
JP7502416B2 (ja) インモールド複合表面フィルム
WO2013126274A1 (en) Reinforced composites produced by a vacuum infusion or pultrusion process
CN104768993B (zh) 用于制备复合组件的方法
EP3804972A1 (en) Method for producing a spar cap or trailing reinforced laminate of wind turbine blade and laminate obtained thereby
US20220332059A1 (en) Method for producing a spar cap, trailing edge and/or other reinforced laminate structural parts of wind turbine blade
US20220194027A1 (en) A method for preparing a polyurethane composite by a vacuum infusion process
US20240165897A1 (en) Method for preparing a polyurethane composite material by vacuum infusion process
US20220251313A1 (en) Polyurethane-based composition
WO2024011531A1 (en) Polyurethane acrylate hybrid composites containing oxazolidine moisture scavengers and methods for preparing same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees