[發(fā)明專利]耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體及應(yīng)用及其復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310703644.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103642174A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈麗霞;陳輝;李曉光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱玻璃鋼研究院
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08G59/40;C09J163/00;C08J5/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧基體及應(yīng)用及其復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

耐高溫環(huán)氧基體是復(fù)合材料的重要組成部分，復(fù)合材料的耐熱性能主要取決于樹(shù)脂基體。適于玻璃纖維的耐高溫環(huán)氧基體并不能完全適于碳纖維，因?yàn)樘祭w維表面活性基團(tuán)少，因此碳纖維表面活性低，與環(huán)氧基體浸潤(rùn)性差，導(dǎo)致其與環(huán)氧基體的界面結(jié)合力較差，使界面成為復(fù)合材料最薄弱處，限制復(fù)合材料性能的發(fā)揮；另一方面，碳纖維與環(huán)氧基體熱膨脹系數(shù)相差較大，導(dǎo)致界面性能較差，而界面性能是復(fù)合材料中最重要的性能。

現(xiàn)有技術(shù)為了提高復(fù)合材料的耐熱性能和界面性能，在耐高溫環(huán)氧基體中使用芳香族固化劑（毒性較大），或?qū)⑻祭w維表面進(jìn)行改性，不僅導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材料制備方法復(fù)雜，而且毒性較大，污染環(huán)境，制造成本高。

現(xiàn)有耐高溫環(huán)氧基體及其復(fù)合材料的制備方法存在以下問(wèn)題：

一、毒性較大，不利于環(huán)境保護(hù)：制備過(guò)程中需要加入芳香族固化劑。芳香族固化劑不僅毒性較大，而且是固態(tài)，需要將芳香族固化劑加熱至熔點(diǎn)以上溫度（≥65℃）高溫熔化成液體后才能應(yīng)用，芳香族固化劑高溫熔化成液體或應(yīng)用時(shí)易揮發(fā)，不僅造成環(huán)境污染，而且危害健康，不利于環(huán)境保護(hù)，且存在安全隱患。

二、制備方法復(fù)雜、制備成本高：制備過(guò)程中需要電熱干燥箱等設(shè)備將芳香族固化劑加熱到其熔點(diǎn)以上至液狀，既消耗能源，又消耗時(shí)間，且應(yīng)用過(guò)程中為了使芳香族固化劑保持為液狀或不產(chǎn)生凝固狀態(tài)，環(huán)氧基體（膠）的溫度必須保持在≥室溫，或≥芳香族固化劑熔點(diǎn)以上溫度，使成本增加。

用現(xiàn)有耐高溫環(huán)氧基體與碳纖維制備復(fù)合材料時(shí)，為了提高碳纖維復(fù)合材料的耐熱性能和界面性能，在耐高溫環(huán)氧基體中使用芳香族固化劑（毒性較大），或?qū)⑻祭w維表面進(jìn)行改性，不僅導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材料制備方法復(fù)雜，而且毒性較大，污染環(huán)境，制造成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有耐高溫環(huán)氧基體及其復(fù)合材料的制備方法存在制備方法復(fù)雜，毒性較大，污染環(huán)境及制備成本高的問(wèn)題，而提供耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體及應(yīng)用及其復(fù)合材料的制備方法。

本發(fā)明的耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體，其特征在于耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體是由A、B和C制成；所述的A為脂環(huán)族三官能度環(huán)氧樹(shù)脂；所述的B為粘度為(0.013pa·s/25℃～10pa·s/25℃)的環(huán)氧樹(shù)脂；所述的C為間二氮茂類固化劑；所述的間二氮茂類固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑；所述的A與B的質(zhì)量比為100:(0～45)；所述的A與C的質(zhì)量比為100:(1～25)。

本發(fā)明耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體的應(yīng)用，其特征在于耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體作為膠粘劑使用，耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體作為膠粘劑使用方法如下所示：將材料表面打磨，打磨面為粘接面，然后將粘接面擦干凈，得到預(yù)處理后的粘接面，將耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體涂覆至預(yù)處理后的粘接面并貼合，得到待固化粘接件，再將待固化粘接件梯度升溫固化，得到梯度升溫固化后的粘接件，最后將梯度升溫固化后的粘接件自然冷卻至18℃～62℃，即得到耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體膠粘劑粘接件。

本發(fā)明的耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基復(fù)合材料的制備方法是按以下步驟進(jìn)行：

一、成型：用耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體浸漬增強(qiáng)材料進(jìn)行成型，得到浸漬后的增強(qiáng)材料預(yù)制件；

所述的浸漬后的增強(qiáng)材料預(yù)制件中含有耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為16%～98%；

二、固化：將浸漬后的增強(qiáng)材料預(yù)制件梯度升溫固化，得到固化后的材料，最后將固化后的材料自然冷卻至18℃～62℃，即得到耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基復(fù)合材料；

步驟一中所述的耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體是按照以下步驟制備的：a、稱取A、B和C；所述的A為脂環(huán)族三官能度環(huán)氧樹(shù)脂；所述的B為粘度為(0.013pa·s/25℃～10pa·s/25℃)的環(huán)氧樹(shù)脂；所述的C為間二氮茂類固化劑；所述的間二氮茂類固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑；所述的A與B的質(zhì)量比為100:(0～45)；所述的A與C的質(zhì)量比為100:(1～25)；b、將步驟a稱取的A、B和C混合均勻，即得到耐高溫高性能減毒性環(huán)氧基體。