[發明專利]預浸料用環氧樹脂體系的制備方法及預浸料的制備方法

在審

• 申請號: 201610096816.8
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN107099020A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 劉明;任六波;王新龍;周江明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司巴陵分公司
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G59/20;C08G59/24;C08G59/56;C08G59/40;C08J5/24;C08J5/04;C08L63/00;C08L63/04
• 代理公司: 長沙科明知識產權代理事務所(普通合伙)43203
• 代理人: 彭乃恩

技術領域

本發明涉及樹脂基復合材料領域，特別是涉及預浸料用環氧樹脂體系的制備方法及預浸料的制備方法。

背景技術

預浸料是用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續纖維或織物，制成樹脂基體與增強體的組合物，是制造復合材料的中間材料。由于復合材料的性能在很大程度上取決于預浸料的性能，因此預浸料的質量優劣對于復合材料的應用和發展具有重要意義。

為了改善預浸料的質量，需要通過控制樹脂體系的粘度來調整預浸料的粘接性能，這就要求樹脂體系的粘度要足夠低，使樹脂體系能夠充分浸潤纖維束中的每根單絲，獲得纖維和樹脂體系界面間較強的粘接性。

為了提高復合材料的性能，需要控制樹脂體系的粘度來調整預浸料的樹脂流動度，適當的流動度在復合材料成型中可驅除層與層之間的空氣，保證復合材料中樹脂的均勻分布，降低復合材料制品的孔隙率。但是如果為了獲得較強的粘接性能，則要求樹脂體系的粘度要足夠低，這會造成預浸料的樹脂流動度過大，在固化過程中會嚴重流胺。

為了控制預浸料樹脂的流動度，傳統的方法是在預浸料用環氧樹脂體系中添加丁腈橡膠、液體或固體端羧基丁腈橡膠、熱塑性塑料等，上述物質在降低樹脂流動度的同時，也提高了樹脂體系的韌性，但同時也導致樹脂體系粘度增大，因而對增強纖維的浸潤性變差。

CN101947859公開了一種階段性預浸料的生產方法，與傳統預浸料相比，該方法需要在低溫放置一段時間完成預固化反應，滿足預浸料的硬度要求，但是該文件沒有涉及預浸料用環氧樹脂體系的配方組分及粘度要求，且低溫放置相對比較耗能。

US5011721公開了一種纏繞成型用環氧樹脂體系，室溫下粘度小于5000cps，以低粘度充分浸潤增強纖維，在室溫儲存后粘度增加為50000~80000cps，以滿足復合材料成型的要求。但該樹脂體系中添加了聚丁二醇縮水甘油醚類稀釋劑來降低粘度，會影響復合材料的最終性能。且該文件針對的是濕法纏繞成型的預浸料，并不適用于目前廣泛應用的熱熔兩步法的預浸料生產工藝。

發明內容

基于此，有必要針對背景技術中存在的為解決預浸料用環氧樹脂體系對增強纖維的浸潤性和預浸料的樹脂流動度相互矛盾的問題，提供一種預浸料用環氧樹脂體系的制備方法，使其既滿足預浸料復合工藝中樹脂浸透率要求，又滿足預浸料成型時樹脂流動度要求。

此外，本發明還提供一種預浸料的制備方法。

一種預浸料用環氧樹脂體系的制備方法，包括以下步驟：

將環氧樹脂基體在50℃~100℃攪拌，形成組分A；

將室溫反應性固化劑和潛伏性固化劑混合，形成組分B；及

將所述組分A和組分B以100:10~20的質量比混合反應，得到預浸料用環氧樹脂體系。

在其中一個實施例中，所述環氧樹脂基體選自雙酚A縮水甘油醚、酚醛環氧樹脂及縮水甘油胺型環氧樹脂中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述潛伏性固化劑選自雙氰胺、改性雙氰胺、脲類衍生物、二氨基二苯砜、三氟化硼單乙胺及咪唑固化劑中的至少一種；

所述室溫反應性固化劑選自脂肪胺及脂環胺中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述預浸料用環氧樹脂體系在70℃粘度為4000cps~18000cps；所述預浸料用環氧樹脂體系在25℃放置3~7天，所述預浸料用環氧樹脂體系的粘度為15000cps~40000cps。

一種預浸料的制備方法，包括以下步驟：

將環氧樹脂基體在50℃~100℃攪拌，形成組分A；

將室溫反應性固化劑和潛伏性固化劑混合，形成組分B；

將所述組分A和組分B以100:10~20的質量比混合反應，得到預浸料用環氧樹脂體系；

將所述預浸料用環氧樹脂體系制備成膠膜；及

將所述膠膜與增強纖維或織物復合，得到預浸料。

在其中一個實施例中，所述環氧樹脂基體選自雙酚A縮水甘油醚、酚醛環氧樹脂及縮水甘油胺型環氧樹脂中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述潛伏性固化劑選自雙氰胺、改性雙氰胺、脲類衍生物、二氨基二苯砜、三氟化硼單乙胺及咪唑固化劑中的至少一種；

所述室溫反應性固化劑選自脂肪胺及脂環胺中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述預浸料用環氧樹脂體系在70℃粘度為4000cps~18000cps；所述預浸料用環氧樹脂體系在25℃放置3~7天，所述預浸料用環氧樹脂體系的粘度為15000cps~40000cps。