[發明專利]一種高強度高韌性環氧樹脂

在審

• 申請號: 201610584518.3
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN107641192A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 程玨;巴龍翰;鄒齊;張軍營
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G59/42
• 分類號: C08G59/42;C08L63/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙)11550
• 代理人: 周媛

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，進一步地說，是涉及一種高強度高韌性環氧樹脂。

背景技術

纖維增強環氧樹脂復合材料具有比強度高、比模量高，密度小、結構尺寸穩定、耐腐蝕、抗疲勞以及材料性能可設計等優點，已廣泛應用于航空航天、交通運輸、風電葉片制造、化工防腐、建筑工程和體育器材等領域。

液體灌注成型技術是復合材料快速成型的新工藝，是液體樹脂在真空壓力場作用下注入預先鋪設纖維增強材料的模具內，借助負壓的作用液體樹脂均勻完全地浸漬、滲透整個纖維層，并同時完成自身交聯固化反應形成制品。液體灌注成型工藝具有效率高、生產周期短、過程簡單、成本低的優點。

環氧樹脂低粘度、高強度優異的綜合力學性能是保證液體灌注成型工藝實施和纖維復合材料大型制件穩定性能的必要條件。

中國發明專利申請CN101880443A公開了采用聚乙二醇二縮水甘油醚為活性稀釋劑，添加量為10份時體系粘度大幅度降低，但是拉伸強度<70MPa，模量<2.8GPa，綜合力學性能差。另外，該專利也采用加入25份的環己醇二縮水甘油醚稀釋劑降低粘度，力學性能在75MPa左右。

中國發明專利申請CN201310436270.2公開了采用雙A型環氧樹脂與丁二醇二縮水甘油醚共混的A組分與異弗爾酮二胺和硅烷偶聯劑共混的B組分固化，力學性能在72MPa左右。

中國發明專利申請CN201510412109.0公開了一種用碳纖維增強環氧樹脂，該體系得到最拉伸強度為80MPa。

但是以上所述專利對環氧樹脂力學性能提升效果有限，或者成本高。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種高強度高韌性環氧樹脂。采用適量添加弱極性低粘度環氧樹脂，得到低粘度環氧樹脂組份，與固化劑、促進劑混合，進行固化反應，得到拉伸強度高、拉伸模量高、韌性好的環氧樹脂固化物，本發明適用各種環氧樹脂，方法簡單。

本發明的目的是提供一種高強度高韌性環氧樹脂。

所述高強度高韌性環氧樹脂是由包括以下組分的原料固化而得：

基體樹脂、固化劑、促進劑；

所述的各組分按重量百分比計：

基體樹脂為38wt％-59wt％；優選為45wt％-55wt％；

固化劑為38wt％-59wt％；優選為45wt％-55wt％；

促進劑為0.1wt％-3wt％；

所述基體樹脂為環氧樹脂和活性稀釋劑混合物；

所述環氧樹脂為本領域內常規的環氧樹脂；如：四官能度環氧樹脂(1，1,2,2-四(對羥基苯基)乙烷四縮水甘油醚)，雙酚F環氧樹脂，雙酚A環氧樹脂，脂肪族類環氧樹脂，脂環族環氧樹脂中一種或幾種；

所述活性稀釋劑為硬脂酸縮水甘油酯、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己基甲酸酯、三苯甲基-(R)-縮水甘油醚、聚丙二醇縮水甘油醚、碳12-14烷基縮水甘油醚、正丁基縮水甘油醚、二縮水甘油苯胺、環氧十八烷中的一種或組合。

所述活性稀釋劑的用量為環氧樹脂重量的2wt％-2wt0％,優選為3wt％-15wt％。

所述的固化劑為本領域常用的固化劑，優選為六氫苯酐、聚葵二酸酐、聚壬二酸酐、桐油酸酐、十二烯基丁二酸酐、甲基六氫苯酐、納迪克酸酐、甲基納迪克酸酐、順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、甲基四氫苯酐中一種或組合。

所述的促進劑為本領域常用的促進劑，優選三乙醇胺、2,4,6,-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)、二甲基芐胺、N-二縮水甘油苯胺、季銨鹽類中的一種或組合。

本發明將環氧樹脂中添加少量環氧樹脂活性稀釋劑，環氧樹脂與環氧樹脂活性稀釋劑混合均勻成為環氧樹脂組分，降低粘度，采用酸酐為固化劑，及胺(銨)類固化促進劑組分，在進一步降低體系的粘度的同時，保證完整的交聯網絡，提高強度和韌性。

本發明的高強度高韌性環氧樹脂采用液體灌注成型，固化工藝為，在70-160℃溫度下，優選固化溫度為80-150℃，固化3-8小時，優選固化時間為4-6小時，優選分溫度段固化。

本發明的高強度高韌性環氧樹脂，體系粘度低，25℃下為100-320mPa·s，在基本不增加體系粘度的情況下，拉伸強度為80-95MPa，拉伸模量為3.2-3.3GPa，斷裂伸長率為3％-7％，能夠應用于大型復合材料制件液體灌注成型。

具體實施方式

下面結合實施例，進一步說明本發明。

實施例1