[發明專利]一種環氧?酚醛樹脂預浸料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610549428.0
• 申請日: 2016-07-13
• 公開（公告）號: CN106167599B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 曲曉華;吳倩;曲江
• 申請（專利權）人: 吉林瀛豪工貿有限公司
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08L63/02;C08L29/04;C08L77/06;C08L29/14;C08L23/06;C08L79/04;C08K7/14;C08K7/10;C08K7/06;C08K7/04;C08J5/04
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司22001
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本發明屬于酚醛樹脂預浸料技術領域，涉及一種環氧-酚醛樹脂預浸料及其制備方法。

背景技術

目前，至少70%的先進復合材料成品都是由預浸料經鋪迭固化而成的。復合材料的性能在很大程度上取決于預浸料的性能。預浸料是指樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續短切纖維或織物，通過一定的處理過程所形成的樹脂基體與增強體的組合物，是制造復合材料制品的中間材料。按基體類別可分為熱塑性預浸料和熱固性預浸料。其中熱固性預浸料常用基體樹脂是環氧樹脂，然而其他熱固性樹脂如酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、乙烯基酯、聚酯、氰酸酯樹脂等也被用來制備預浸料。

雖然酚醛樹脂在一些領域內無法替代環氧樹脂，但酚醛樹脂是最早工業化的合成樹脂，已經有百年歷史。由于原料易得且價格便宜，合成方便以及樹脂固化后性能能滿足很多使用要求，近年來，隨著人類對安全需求的提高，具有阻燃、低煙、低毒等優點的酚醛樹脂再次引起人們重視。尤其在公共建筑設施、火車以及飛機的內飾件等方面的應用越來越多。日前，英國先進復合材料集團有限公司(ACG)在德國科隆展覽會上展示了其酚醛樹脂預浸系統。該材料可以為火車內飾件生產薄而輕的型材，并具有優異的機械性能。可以應用在墻板、窗框、隔墻、連接拱門、地板、天花板、行李架、座椅和門等方面。可見酚醛樹脂在諸多領域仍具有非常重要的應用價值。

根據制備織物預浸料所用樹脂基體的供應狀態，一般將其制備工藝分為溶液法和熱熔法兩種。熱熔法控制預浸料樹脂含量精度較高，揮發分較少，對環境污染較小，然而中國科學院化學研究所在CN104119640A中指出熱熔法對于生產設備要求高，設備復雜，工藝繁瑣，成本較高，不便于推廣。并且對于用作膠膜的基體樹脂有著非常嚴格的要求，基體樹脂的工藝性能（如儲存期、粘度、加工窗口等）控制非常嚴格。如果樹脂粘度太低，容易形成樹脂堆積與貧膠，較難得到均勻膠膜；若粘度高，需要更高的浸漬溫度，樹脂難于完全滲透纖維，并且存在暴聚的危險。同時要求樹脂基體的熔點較低，且在熔融狀態下粘度較低，無化學反應，對于厚度較大的預浸料，樹脂容易浸透不均。采用溶液法工藝制備預浸料，其工藝簡單，設備投入小，操作方便，可以適用于很多基體樹脂。基于溶液法得到的環氧-酚醛樹脂預浸料制備的層合板或夾心層結構，都具有非常優異的表面質量，適用于航空航天、軌道交通、船舶制造、汽車工業等連續化、高效率生產領域。而且截至目前對溶液法環氧-酚醛樹脂預浸料研究甚少，尤其對同時滿足酚醛樹脂使用性能和工藝性能方面還有待研究。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種工藝操作簡單、適合工業化生產的一種溶液法環氧-酚醛樹脂預浸料制備方法?提供一種室溫儲存期長、耐熱性能高、鋪覆工藝性優以及綜合性能好的環氧-酚醛樹脂預浸料。

本發明提供一種環氧-酚醛樹脂預浸料及其制備方法的步驟和條件如下：

所述的環氧-酚醛樹脂預浸料的原料及質量百分比如下：環氧-酚醛樹脂膠液中的熱固性酚醛樹脂與纖維增強體的質量比為1：1.6—2.5；所述的環氧-酚醛樹脂膠液的原料及質量百分比如下：熱固性酚醛樹脂為28—45%，環氧樹脂為3—17%，稀釋劑為40—49%，增韌改性劑為5—13%；

所述的熱固性酚醛樹脂為鋇酚醛樹脂、鎢酚醛樹脂、鉬酚醛樹脂、氨酚醛樹脂、酚三嗪樹脂以及苯并惡嗪樹脂中的一種或幾種按任意比例混合的混合物；

所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂以及羥甲基雙酚A型環氧樹脂中的一種或幾種按任意比例混合的混合物；

所述的稀釋劑為乙醇、丙酮、甲基乙基酮以及二氯甲烷中的一種或者幾種按任意比例混合的混合物；

所述的增韌改性劑為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇縮甲醛及聚乙烯醇縮甲乙醛中的一種或者幾種按任意比例混合的混合物。

所述的纖維增強體為碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、高硅氧纖維以及聚乙烯纖維中的一種，紋路為平紋、斜紋以及緞紋中的一種。

一種環氧-酚醛樹脂預浸料的制備方法，包括以下步驟和條件：

（1）按上述配比，稱取增韌改性劑加入反應容器A中，并加入稀釋劑恒溫攪拌，使其溶解均勻，其中攪拌速度為40—70 r/min，攪拌時間為20—50 min，制備出增韌改性劑溶液；

（2）按上述配比，將熱固性酚醛樹脂、環氧樹脂加入反應容器B中，同時加入步驟（1）中得到的增韌改性劑溶液，恒溫攪拌均勻，攪拌速度40—80 r/min，攪拌時間10—40 min，得到環氧-酚醛樹脂膠液；