專利名稱：一種用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，尤其是適用于纖維增強復合材料真空導入成型工藝的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
真空導入工藝(Vacuum infusion proccss,簡稱VIP)在1950年出現(xiàn)了專利記錄，至今已有50多年的歷史，其原理是在模具上鋪“干”增強材料(玻璃纖維、碳纖維、夾心材料等)，然后用真空袋進行密封，并將體系抽至真空狀態(tài)，在模具型腔中形成一個負壓，再利用真空產(chǎn)生的壓力把樹脂通過頂鋪的管路壓入纖維層中，讓樹脂浸潤增強材料最后充滿整個模具。制品固化后，揭去真空袋材料，從模具上得到所需的復合材料制品。由于其工藝過程包括預成型坯的鋪放與樹脂的注入和固化兩步可以分開進行，所以說真空導入工藝具有高度的靈活性和組合性，便于實現(xiàn)“材料設(shè)計”，目前已廣泛用于建筑、汽車、船舶、風電等工業(yè)領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂是目前應用廣泛、性能優(yōu)越的纖維增強復合材料基體材料。但是環(huán)氧樹脂在固化后存在韌性不足的缺點，不能有效發(fā)揮增強纖維的性能，在承受載荷時往往由于環(huán)氧樹脂的過早失效導致復合材料的破壞。為了適應高性能纖維復合材料對基體樹脂的需求，環(huán)氧樹脂的改性一直是相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點，兼具韌性、強度、耐熱性和優(yōu)良加工性能的環(huán)氧樹脂一直是環(huán)氧樹脂改性的發(fā)展方向。為了滿足真空導入成型工藝的要求，所需樹脂基體需要具有粘度低、強度高、韌性好、與纖維粘結(jié)性好等良好的工藝性能。然而，目前市場上用于真空導入成型工藝的環(huán)氧樹脂一般粘度較大或者耐熱性、韌性差，因此開發(fā)適用于真空導入成型工藝的環(huán)氧樹脂組合物成為近年來的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，其解決的技術(shù)問題是目前市場上用于真空導入成型工藝的環(huán)氧樹脂存在粘度較大、耐熱性以及韌性差的缺陷。一種用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其包括組分A和組分B,其中組分A包括下述成分100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、5-20質(zhì)量份稀釋劑、O. 5-5. O質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑、O. 5-5. O質(zhì)量份無機填料；組分B包括下述成分25-45質(zhì)量份胺類固化劑、O. 5-5. O質(zhì)量份促進劑。進一步，所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂a和環(huán)氧樹脂b的組合，環(huán)氧樹脂a和環(huán)氧樹脂b的質(zhì)量比為50-80 20-50 ;所述環(huán)氧樹脂a為包含一個或多個海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))的縮水甘油胺型、縮水甘油醚型或縮水甘油酯型海因環(huán)氧樹脂，海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))結(jié)構(gòu)式如下所示，海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))結(jié)構(gòu)式中取代基R1和R2為H、CH3、C2H5、芳基或芳烷基
權(quán)利要求
1.一種用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于其包括組分A和組分B,其中組分A包括下述成分100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、5-20質(zhì)量份稀釋劑、O.5-5. O質(zhì)量份娃燒偶聯(lián)劑、O. 5-5. O質(zhì)量份無機填料；組分B包括下述成分25-45質(zhì)量份胺類固化劑、O. 5-5. O質(zhì)量份促進劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂a和環(huán)氧樹脂b的組合，環(huán)氧樹脂a和環(huán)氧樹脂b的質(zhì)量比為50-80 20-50 ;所述環(huán)氧樹脂a為包含一個或多個海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))的縮水甘油胺型、縮水甘油醚型或縮水甘油酯型海因環(huán)氧樹脂，海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))結(jié)構(gòu)式如下所示，海因環(huán)(五元二氮雜環(huán))結(jié)構(gòu)式中取代基R1和R2為H、CH3、C2H5、芳基或芳烷基
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述環(huán)氧樹脂a為含有一個海因環(huán)的二縮水甘油胺型海因環(huán)氧樹脂，化學結(jié)構(gòu)式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述胺類固化劑為胺類固化劑a和胺類固化劑b的組合，胺類固化劑a和胺類固化劑b的質(zhì)量比為20-40 5-25 ;所述胺類固化劑a為包含兩個或兩個以上氨基官能團的聚醚胺類化合物，優(yōu)選自分子量范圍200-2500，粘度范圍5-300mPa · s (25°C)的聚醚胺類化合物中的一種或幾種；所述胺類固化劑b為脂肪族胺類和改性脂肪族胺類化合物的一種或幾種，優(yōu)選自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、已二胺、羥甲基乙二胺、羥甲基二乙烯三胺、β-羥乙基乙二胺中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述促進劑選自2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三氟化硼絡(luò)合物、三乙醇胺中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述稀釋劑為包含兩個環(huán)氧基官能團和至少一個醚鍵的化合物，優(yōu)選自乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、環(huán)己二醇二縮水甘油醚、環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于所述偶聯(lián)劑為包含環(huán)氧基官能團的硅烷類偶聯(lián)劑；優(yōu)選為Y-氨丙基三乙氧基硅烷，Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或Υ_(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于無機填料選自高嶺土、鋁礬土、氫氧化鋁、鈦石粉或金屬氧化物中的一種或幾種。
9.一種權(quán)利要求1-8任一項所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟步驟I、將組分A中的成分環(huán)氧樹脂a和b在40°C以下以800-1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度機械攪拌分散5-10分鐘；步驟2、邊攪拌邊依次加入無機填料、稀釋劑和偶聯(lián)劑，以800-1000轉(zhuǎn)/分鐘的速度機械攪拌分散5-10分鐘后室溫下靜置待用；步驟3、將組分B中的成分胺類固化劑a和b在室溫下以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度機械攪拌分散5-10分鐘；步驟4、在邊攪拌邊加入促進劑，在室溫下以600-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度機械攪拌分散5-10分鐘；步驟5、在室溫下(25°C )將組分A和組分B混合，以3000-3500轉(zhuǎn)/分鐘的速度機械攪拌分散3-5分鐘；步驟6、真空脫泡后即得所述用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于纖維增強復合材料真空導入成型的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，該環(huán)氧樹脂組合物包括組分A和組分B，其中組分A包括下述成分100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、5-20質(zhì)量份稀釋劑、0.5-5.0質(zhì)量份硅烷偶聯(lián)劑、0.5-5.0質(zhì)量份無機填料；組分B包括下述成分25-45質(zhì)量份胺類固化劑、0.5-5.0質(zhì)量份促進劑。本發(fā)明采用海因環(huán)氧樹脂和低粘度環(huán)氧樹脂(4,5-環(huán)氧環(huán)乙烷-1,2-二甲酸二縮水甘油酯、雙酚F型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂或雙酚A型縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂)的共混型環(huán)氧樹脂作為樹脂基體，不僅能滿足纖維增強復合材料真空導入成型對樹脂低粘度的要求，還可以使復合材料制品具備優(yōu)異的耐高溫性能。
文檔編號C08L63/00GK102964780SQ20121052922
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者楊剛, 孟秀青, 胡偉, 劉欣彤 申請人:藍星(北京)化工機械有限公司