[發(fā)明專(zhuān)利]聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410145338.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103937152A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃洪馳;彭曉偉;邵亞婷;劉鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川東材科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L61/14
• 分類(lèi)號(hào): C08L61/14;C08L63/02;C08L67/02;C08K13/04;C08K7/14;C08K3/36;C08J5/24;B29C43/58;B29C35/02
• 代理公司: 成都蓉信三星專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含有機(jī)高分子化合物的層狀材料及其制備，涉及一種聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明制備的聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料特別適用作在-160℃～130℃環(huán)境下工作，采用聚酯、腰果酚改性酚醛與環(huán)氧混合物為基體樹(shù)脂的液態(tài)罐裝容器、結(jié)構(gòu)件用復(fù)合材料。

背景技術(shù)

近些年，高強(qiáng)度輕質(zhì)纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料在超低溫環(huán)境中逐漸得到應(yīng)用。Fumio?Sawa等系統(tǒng)研究了低溫下所用環(huán)氧樹(shù)脂分子設(shè)計(jì)。在環(huán)氧樹(shù)脂配方設(shè)計(jì)中，往往會(huì)碰到脆性過(guò)高、易開(kāi)裂的技術(shù)問(wèn)題。王嶸等人總結(jié)了超低溫復(fù)合材料研究的進(jìn)展情況，在低溫環(huán)境下可以應(yīng)用的樹(shù)脂基體主要有熱固性樹(shù)脂類(lèi)的環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺、氰酸酯樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂類(lèi)的聚醚酰亞胺，聚醚砜，聚醚醚酮，聚四氟乙烯，聚砜，聚苯硫醚，液晶聚合物。武松濤等人自主開(kāi)發(fā)了適用于低溫工程的環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的配方組分和固化條件，測(cè)試了低溫力學(xué)性能并對(duì)增韌機(jī)理進(jìn)行了研究，研究表明聚醚/聚氨酯增韌的環(huán)氧樹(shù)脂-胺固化體系中，能形成微相的兩相結(jié)構(gòu)，具有良好的低溫性能已成功應(yīng)用于制備盛裝液氮的杜瓦瓶等?，F(xiàn)在低溫液態(tài)罐裝容器用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是液態(tài)的天然氣、氮?dú)狻錃夂獾冗\(yùn)輸、貯存和使用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，它優(yōu)于現(xiàn)有的金屬（奧氏體不銹鋼、鋁合金、鎳基合金、鈦合金）材料，采用復(fù)合材料制成的低溫液態(tài)罐裝容器與普通金屬材料的低溫液態(tài)罐裝容器相比，容器重量可減輕20%～40%。

現(xiàn)有技術(shù)中的環(huán)氧（或酚醛環(huán)氧）樹(shù)脂玻璃纖維布增強(qiáng)層壓（卷）制品，存在低溫下韌性差、易開(kāi)裂等的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法。從而提供一種適用在-160℃～130℃下工作的，采用低分子聚酯、腰果酚改性的酚醛和環(huán)氧混合樹(shù)脂玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的產(chǎn)品及制備方法。

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料，其特征是：該聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料由一層及以上聚酯-酚醛-環(huán)氧玻璃纖維布預(yù)浸料經(jīng)熱壓或由一層聚酯-酚醛-環(huán)氧玻璃纖維布預(yù)浸料經(jīng)熱壓卷制固化而制得的聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料；

所述的聚酯-酚醛-環(huán)氧聚酯玻璃纖維布預(yù)浸料是浸漬有聚酯-酚醛-環(huán)氧膠粘劑并預(yù)烘除去部分溶劑的半固化無(wú)堿玻璃纖維布，再經(jīng)完全熱固化后而制得，其中（即制得的聚酯-酚醛-環(huán)氧聚酯玻璃纖維布預(yù)浸料中）：樹(shù)脂固化物為36%～44%（質(zhì)量百分比含量，后同）、無(wú)堿玻璃纖維布56%～64%；

所述的無(wú)堿玻璃纖維布為市售的普通無(wú)堿玻璃纖維布；

所述的樹(shù)脂固化物的成份組成比為：20質(zhì)量份低分子量聚酯樹(shù)脂、60～80質(zhì)量份腰果酚改性酚醛樹(shù)脂、45～55質(zhì)量份環(huán)氧樹(shù)脂、0.5～3質(zhì)量份納米二氧化硅、1～3質(zhì)量份的六次甲基四胺和0.05～0.2質(zhì)量份促進(jìn)劑；

所述的低分子量聚酯是重均分子量800～1200的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型縮水甘油醚環(huán)氧；

所述促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑中的任一種或兩種的混合物；

本發(fā)明的內(nèi)容中：所述腰果酚改性酚醛樹(shù)脂可以自制，制備方法是：反應(yīng)器中加入55質(zhì)量份苯酚、160～180質(zhì)量份腰果酚、100%（折算為質(zhì)量百分比含量100%）甲醛30質(zhì)量份和0.3～1質(zhì)量份草酸，加熱并控制溫度在90℃～120℃之間反應(yīng)3～8h，降溫、靜置、分出水層，洗滌，減壓蒸餾除去游離酚及水分，得到腰果酚改性酚醛樹(shù)脂。

本發(fā)明的內(nèi)容中：所述制得的聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料可以為板材、管材或棒材。

本發(fā)明的另一內(nèi)容是：一種聚酯-酚醛-環(huán)氧復(fù)合材料的制備方法，其特征是步驟為：

a、聚酯-酚醛-環(huán)氧膠粘劑的制備：

將20質(zhì)量份低分子量聚酯樹(shù)脂、60～80質(zhì)量份腰果酚改性酚醛樹(shù)脂和140～210質(zhì)量份混合溶劑加入到反應(yīng)器中，在40℃～60℃攪拌1～2h，降溫至室溫加入45～55質(zhì)量份環(huán)氧樹(shù)脂、0.5～3質(zhì)量份納米二氧化硅，攪拌均勻，再加入1～3質(zhì)量份六次甲基四胺，攪拌0.5h，并使之充分分散與溶解，通過(guò)加入0.05～0.2質(zhì)量份促進(jìn)劑調(diào)節(jié)混合物的成型時(shí)間，當(dāng)在160℃熱板下小刀法成型時(shí)間為200～480秒之間時(shí)，即完成聚酯-酚醛-環(huán)氧膠粘劑的配制；

所述的低分子量聚酯是重均分子量800～1200的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；

所述的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型縮水甘油醚環(huán)氧；