[發明專利]用于制備儲存穩定的復合材料的環氧樹脂組合物

有效

• 申請號: 201611138518.7
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN107011628B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: M.奧爾泰爾特;D.富克斯曼;S.德納爾多;E.朗卡貝爾;B.科爾施特魯克;A.桑德屈勒;R.阿爾德里奇;K.卡恩斯
• 申請（專利權）人: 贏創運營有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/20;C08G59/50;C08G59/56;C08G59/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 邵長準;楊思捷

本發明涉及用于制備儲存穩定的復合材料的環氧樹脂組合物。具體地，本發明涉及由至少一種樹脂組分和至少一種固化劑組分組成的環氧樹脂組合物，其中所述組合物適合作為熱固性基質用于制備纖維?基質?半成品和固化的纖維?基質?層壓物，也稱為復合材料。

技術領域

本發明涉及由至少一種樹脂組分和至少一種固化劑組分組成的環氧樹脂組合物，其中所述組合物適合作為熱固性基質用于制備纖維-基質-半成品和固化的纖維-基質-層壓物，也稱為復合材料。

背景技術

由至少一種環氧樹脂和至少一種固化劑例如胺、酸酐、雙氰胺構成的環氧樹脂組合物是長久以來已知的，并且用于例如涂料、復合材料或地板之類的應用領域中。

術語復合材料在本發明中特別是與術語復合物、復合部件、復合料、纖維復合材料、復合模制件、纖維增強塑料或纖維增強部件、預浸料、絲束預浸料（Towpregs）、纖維-基質-半成品、纖維-基質-層壓物、SMC（片材模塑料）、SMC復合材料（SMC-纖維-基質-半成品）、BMC（塊狀模塑料）、BMC復合材料（BMC-纖維-基質-半成品）同義使用。

復合材料在上下文中理解為是指來自纖維和塑料-或樹脂基質的復合材料。此類復合材料的特征在于高的比剛度和強度以及低重量，因此，它們在對有效利用緊缺資源的提高的要求的情況下越來越獲得各種工業，例如汽車工業的注意。在汽車建造中，除了高機械要求之外還對部件的表面品質提出高要求（“A類”）。

用于制備復合材料的方法可以分為一步法，例如RTM（樹脂傳遞模塑）和VARTM（真空輔助的樹脂傳遞模塑）和多步法，例如預浸料技術和SMC（片材模塑料）。

在用于制備儲存穩定的復合材料的兩步法中，在第一步中將纖維用基質浸漬。隨后將該復合材料、纖維-基質-半成品轉移到B階段中。B階段對于本領域技術人員而言理解為是指反應性組分僅已部分地相互反應直至達到轉化率或粘度平穩的狀態。該基質在這種狀態下是儲存穩定的，并且尚未完全反應完，且是可熔融和能流動的。但是，粘度明顯高于初始狀態時。在第二步中，然后將該復合材料、纖維-基質-半成品在壓機中在施加溫度和壓力的情況下完全地固化成成品復合材料、纖維-基質-層壓物。

儲存穩定、熱固化、粘性和非粘性且基于環氧樹脂的預浸料-和SMC-體系是已知的。在這一類中，雙氰胺（“DiCy”）固化環氧樹脂體系具有最大的市場份額。粘性預浸料例如用于航空、風力（轉子葉片）和汽車工業中。相反，非粘性預浸料用于電氣-和電子工業中，在那里它們被加工成所有類型的電路板基材或絕緣-或構造元件。環氧-SMC體系同樣用于汽車工業中。在此，環氧體系用作傳統使用的UP樹脂和VE樹脂的替代品，這些樹脂一方面含有毒理學危險的苯乙烯且另一方面具有比環氧化物體系更差的機械性能。

由于低價、易于獲得、高潛能和由其制備的纖維復合材料的平衡的熱-/機械性能，優選并大量地使用雙氰胺作為用于預浸料和SMC-纖維-基質-半成品或層壓物的環氧樹脂制劑中的固化劑組分。

基于雙氰胺的環氧體系例如描述在US 5508328中。如上所述，為了浸漬纖維，在第一方法步驟中低粘度是必要的。因為雙氰胺是固體，必須將其首先溶解并然后部分地與環氧樹脂反應。在用于預浸料應用的環氧化物體系中使用雙氰胺的缺點特別是其差的溶解性。溶解可行的少數溶劑之一是DMF（二甲基甲酰胺）。但是，DMF在毒理學上極其危險。在粘性預浸料的范圍中，如今可用特別的微粒化Dicy類型，其作為第二相分散到樹脂制劑中。但是，固體的分解不總是完全地，以致Dicy聚結物留在樹脂基質中，這導致不均勻分布的固化劑和因此出于技術以及光學原因導致次品。此外，微粒化顆粒的分散導致粘度升高。進一步地，在Dicy和環氧樹脂的剩余反應性基團的隨后固化過程中，釋放大量熱形式的反應熱，這可能導致層壓物和部件的受損，以致在建造厚壁部件時受限。用于SMC應用的基于雙氰胺的環氧體系例如描述在US 5508328、WO98022527、WO2014209601、DE 2131929中。在此的缺點還有，DiCy（本身是固體）的分散導致更高的初始粘度。