由块状模塑料制备模塑复合材料的方法技术

提供了包含一种或多种氰酸酯、催化剂、填料和增强纤维的块状模塑料，其中所述一种或多种氰酸酯独立地选自双官能氰酸酯化合物和/或多官能氰酸酯以及这些氰酸酯的混合物。此外，催化剂独立地选自4,4'

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由块状模塑料制备模塑复合材料的方法


[0001]本专利技术涉及不含苯乙烯的块状模塑料(BMC)、制备这种块状模塑料的方法以及基于这些块状模塑料(BMC)的模塑复合材料。根据本专利技术的块状模塑料由基于氰酸酯和增强纤维、催化剂和填料的树脂制剂制成。

技术介绍

[0002]块状模塑料(BMC)材料一般以不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂为基础。BMC通过压缩成型以及传递成型或注塑成型制造成复杂的零件(模塑复合材料)。
[0003]基于块状模塑料(BMC)材料的复杂模塑复合材料的应用领域包括要求苛刻的电子产品和电器、汽车、工业和其他运输应用。金属结构部件继续被增强型有机聚合物(模塑复合材料)取代。增强型有机聚合物的优点包括重量更轻、刚度高且强度高、耐腐蚀性更好，在某些情况下还具有出色的强度重量比。与金属制造工艺相比，进一步的模塑复合材料可节省成本并缩短生产时间，并且能够生产难以用金属生产的复杂几何形状的零件。
[0004]通常用于块状模塑料的不饱和聚酯和乙烯基酯树脂体系是由具有乙烯基的单体(如苯乙烯)配制而成的。该单体参与交联反应。然而，热固性材料本身和单体对BMC、SMC(片状模塑料)或TMC(厚模塑料)等模塑料生产商以及模塑零件生产商(模具商)构成潜在危害。此外，模制零件会释放未反应的苯乙烯和其他挥发性物质，特别是在例如切割和钻孔等后期生产步骤中，从而使最终用户面临健康风险。
[0005]US 2012/008241739B2公开了包含基于可再生资源的热固性树脂的片状模塑料(SMC)、块状模塑料(BMC)或厚模塑料(TMC)，目的是用不含苯乙烯的材料替代现有技术材料。那些不含苯乙烯的热固性树脂的玻璃化转变温度在66.7℃和130℃之间。然而，对于许多应用，尤其是高温应用，大于130℃的玻璃化转变温度通常被认为是许多结构和非结构复合材料的最低要求。低于130℃的玻璃化转变温度限制了聚合物复合材料的适用性。
[0006]CN103467982A公开了一种氰酸酯树脂原料组合物及氰酸酯树脂和氰酸酯树脂金属复合材料及其制备方法，其中氰酸酯树脂原料由氰酸酯单体材料、短玻璃纤维在作为液体促进剂的催化剂铜(II)乙酰丙酮化物和壬基酚的存在下制成。壬基酚已广泛用于制造树脂、橡胶和塑料。由于壬基酚的毒性很大并且由于壬基酚对健康和环境的影响，因此需要开发一种不使用这种有环境问题的促进剂制备氰酸酯树脂的方法。
[0007]随着不同应用领域对高性能复合材料的需求不断增加，需要提供具有更高玻璃化转变温度Tg、更高分解温度、改进的可燃性、高成炭率和更高刚度特性的块状模塑料。
[0008]BMC化合物熟化后的货架期是一种非常重要的特性。在实践中，BMC需要至少2到3周的货架期，因为材料必须运送给客户，并且必须能够将材料在客户的位置存储一段时间，在此期间，材料的关键特性必须保持基本相同。
[0009]用于块状模塑料以克服树脂储存稳定性BMC配方的问题的一种方法是提供两部分树脂体系，其中氰酸酯、增强纤维和填料以及催化剂(固化剂)储存在分开的罐中，直到需要将它们混合在一起。该方法已被证明可以消除反应性，直到组分混合在一起。然而，这种方
法通常会带来一些困难，涉及树脂与纤维、填料和催化剂的比例在工艺中给定点的确定性以及混合工艺本身的彻底性。这对于许多通过压缩成型生产最终零件的模具制造商来说也是不可行的，因为他们既没有知识也没有能力配制和制备不同组分的混合物以生产BMC化合物。
[0010]因此需要提供一种用于块状模塑料的树脂制剂，该树脂制剂由基于氰酸酯的树脂制剂制成，其具有延长的货架期，同时保持所需的模塑特性和最终使用性能。可以令人惊讶地发现，相对于现有技术材料，由基于氰酸酯树脂的块状模塑料(BMC)制备的模塑复合材料提供更高的玻璃化转变温度(Tg)、更高的分解温度、改进的可燃性、高成炭率和更高的刚度特性。本专利技术的不含苯乙烯的块状模塑料提供毒性较低的模塑复合材料。此外，本专利技术的块状模塑料表现出优异的储存特性，即货架期、储存期或储存稳定性。本专利技术的详细说明
[0011]本专利技术涉及一种不含苯乙烯的块状模塑料，以及基于所述块状模塑料的模塑复合材料，其表现出高玻璃化转变温度T
g
、高分解温度、改进的可燃性和更高的刚度特性，表现出优异的储存特性并且比传统的苯乙烯基复合材料毒性更小。BMC
[0012]本专利技术提供了一种块状模塑料(BMC)，其包含一种或多种氰酸酯、催化剂、填料和增强纤维，其中所述氰酸酯独立地选自以下一者或多者a)式(I)的双官能氰酸酯化合物其中R1至R8独立地选自氢、直链C1‑
10
烷基、卤代直链C1‑
10
烷基、支链C4‑
10
烷基、卤代支链C4‑
10
烷基、C3‑8环烷基、卤代C3‑8环烷基、C1‑
10
烷氧基、卤素、苯基和苯氧基；Z1表示直接键或二价部分，其独立地选自
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
S(＝O)
‑
、
‑
S(＝O)2‑
、
‑
CH2‑
、
‑
CH(CH3)
‑
、
‑
C(CH3)2‑
、
‑
CH(CF3)
‑
、
‑
C(CF3)2‑
、
‑
C(＝O)
‑
、
‑
C(＝CH2)
‑
、
‑
C(＝CCl2)
‑
、
‑
Si(CH3)2‑
、直链C1‑
10
烷二基、支链C4‑
10
烷二基、C3‑8环烷二基、1,2
‑
亚苯基、1,3
‑
亚苯基、1,4
‑
亚苯基、
‑
N(R
13
)
‑
，其中R
13
选自氢、直链C1‑
10
烷基、卤代直链C1‑
10
烷基、支链C4‑
10
烷基、卤代支链C4‑
10
烷基、C3‑8环烷基、苯基和苯氧基以及下式部分其中X独立地选自氢和卤素；以及其混合物；和/或
b)式(II)的多官能氰酸酯其中n是1到20的整数；以及R
10
和R
11
相同或不同且独立地选自氢、直链C1‑
10
烷基和支链C4‑
10
烷基；以及其低聚物、聚合物和混合物；以及式(I)和(II)的氰酸酯的混合物。
[0013]此处和下文中，表述“直链C1‑
10
烷基”包括在非支链中具有1至10个碳原子的所有烷基，与其连接点无关。C1‑
10
烷基的实例是甲基、乙基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种块状模塑料，其包含一种或多种氰酸酯、催化剂、填料和增强纤维，其中所述一种或多种氰酸酯独立地选自a)式(I)的双官能氰酸酯化合物其中R1至R8独立地选自氢、直链C1‑
10
烷基、卤代直链C1‑
10
烷基、支链C4‑
10
烷基、卤代支链C4‑
10
烷基、C3‑8环烷基、卤代C3‑8环烷基、C1‑
10
烷氧基、卤素、苯基和苯氧基；Z1表示直接键或二价部分，其选自
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
S(＝O)
‑
、
‑
S(＝O)2‑
、
‑
CH2‑
、
‑
CH(CH3)
‑
、
‑
C(CH3)2‑
、
‑
CH(CF3)
‑
、
‑
C(CF3)2‑
、
‑
C(＝O)
‑
、
‑
C(＝CH2)
‑
、
‑
C(＝CCl2)
‑
、
‑
Si(CH3)2‑
、直链C1‑
10
烷二基、支链C4‑
10
烷二基、C3‑8环烷二基、1,2
‑
亚苯基、1,3
‑
亚苯基、1,4
‑
亚苯基、
‑
N(R
13
)
‑
，其中R
13
选自氢、直链C1‑
10
烷基、卤代直链C1‑
10
烷基、支链C4‑
10
烷基、卤代支链C4‑
10
烷基、C3‑8环烷基、苯基和苯氧基以及下式部分其中X独立地选自氢和卤素；以及其低聚物、聚合物或混合物；和/或b)式(II)的多官能氰酸酯其中n是1到20的整数；以及R
10
和R
11
相同或不同且彼此独立地选自氢、直链C1‑
10
烷基和支链C4‑
10
烷基；以及其低聚物、聚合物或混合物；以及式(I)和(II)的氰酸酯的混合物；以及其中所述催化剂独立地选自4,4'
‑
亚甲基
‑
双(2,6
‑
二乙基苯胺)(M
‑
DEA)、4,4'
‑
亚甲基
‑
双(3
‑
氯
‑
2,6
‑
二乙基
‑
苯胺)(M
‑
CDEA)、乙酰丙酮铝(III)及其混合物。2.根据权利要求1所述的块状模塑料，其中
(a)所述式I的双官能氰酸酯独立地选自：i)R1、R2、R5和R6是甲基，R3、R4、R7和R8是氢并且其中Z1是亚甲基；以及其低聚物、聚合物或混合物，或ii)R1至R8是氢，且Z1是
‑
C(CH3)2‑
(BADCy)；以及其低聚物、聚合物或混合物，或iii)R1至R8是氢，且Z1是
‑
S
‑
；以及其低聚物、聚合物或混合物，或iv)R1到R8是氢，且Z1是
‑
C(CF3)2‑
；...

【专利技术属性】
技术研发人员：加埃塔诺，
申请(专利权)人：阿尔萨达股份公司，
类型：发明
国别省市：