[發(fā)明專(zhuān)利]一種纖維預(yù)浸料用快速固化樹(shù)脂及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710132424.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107033550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯翊;王杰;洪名巋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 珠海輝帛復(fù)合材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L63/02
• 分類(lèi)號(hào): C08L63/02;C08L63/04;C08L63/00;C08G59/50;C08G59/68;C08K7/06;C08J5/24
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司44205
• 代理人: 譚志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維預(yù)浸料用快速固化樹(shù)脂及其制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)防和民用尖端領(lǐng)域。在碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料中，基體樹(shù)脂起著粘附纖維并傳遞載荷的作用，基體樹(shù)脂性能的優(yōu)劣對(duì)復(fù)合材料的性能具有決定性的影響。

碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料較低的成型效率和高昂的成本使其產(chǎn)品價(jià)格居高居不下，目前大部分碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料成型時(shí)間在150℃*30min模內(nèi)成型加高溫后固化，整個(gè)成型周期需要近2小時(shí)。

為了滿足快速成長(zhǎng)的輕量化汽車(chē)工業(yè)及電子3C產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，碳纖維被越來(lái)越多的應(yīng)用到其它部件中。為了實(shí)現(xiàn)先進(jìn)復(fù)合材料在汽車(chē)及電子3C領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用，必須解決碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料成型效率和成本的問(wèn)題。目前已有報(bào)道，國(guó)外赫氏公司采用快速固化樹(shù)脂體系，實(shí)現(xiàn)了熱固性樹(shù)脂基復(fù)合材料成型周期的大幅度縮短，將固化時(shí)間縮短至5min以內(nèi)，并制備了復(fù)合材料一體式車(chē)架。該項(xiàng)技術(shù)使得復(fù)合材料用于汽車(chē)零部件的高效制造成為可能。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種纖維預(yù)浸料用快速固化樹(shù)脂及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種纖維預(yù)浸料用快速固化樹(shù)脂，包括以下按質(zhì)量份數(shù)計(jì)的組分：80-100份組分A、4-8份固化劑B、2-6份促進(jìn)劑C，所述組分A由縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂、增韌型環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂組成。

優(yōu)選地，所述組分A按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)由10-70％的縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂、10-50％的增韌型環(huán)氧樹(shù)脂、20-80％的酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂組成。

優(yōu)選地，所述縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂包括NPEL-127環(huán)氧樹(shù)脂、NPEL-128環(huán)氧樹(shù)脂、NPEL-134環(huán)氧樹(shù)脂、NPES-901環(huán)氧樹(shù)脂、NPES-902環(huán)氧樹(shù)脂、NPES-904環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述增韌型環(huán)氧樹(shù)脂包括苯氧樹(shù)脂JER1256、苯氧樹(shù)脂PKHH和聚氨酯改性環(huán)氧ERS-133中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂包括NPPN-631環(huán)氧樹(shù)脂、NPPN-638S環(huán)氧樹(shù)脂和NPCN-704環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或兩種以上的混合物。

優(yōu)選地，所述固化劑B是雙氰胺，包括Dyhard 100S、Dyhard 100SF、Ecure 14和超細(xì)雙氰胺中的一種或兩種以上。

優(yōu)選地，所述促進(jìn)劑C由改性有機(jī)脲促進(jìn)劑和咪唑促進(jìn)劑組成，按質(zhì)量比，改性有機(jī)脲促進(jìn)劑：咪唑促進(jìn)劑為1:1-5:1。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述改性有機(jī)脲促進(jìn)劑包括UR500、FXE-1030、ICAM-8403、ICAM-8406中一種或兩種以上，所述咪唑促進(jìn)劑包括二甲基咪唑、二苯基咪唑、二乙基四甲基咪唑中的一種或兩種以上。

上述纖維預(yù)浸料用快速固化樹(shù)脂的制備方法，包括以下步驟，

(1)將組分A加熱到130-150℃，熔融攪拌混合均勻；

(2)降溫后加入固化劑和促進(jìn)劑，攪拌混合均勻，得到成品樹(shù)脂。

優(yōu)選地，步驟(2)所述降溫至65-75℃。

儲(chǔ)存條件：使用本發(fā)明的樹(shù)脂制備出來(lái)的預(yù)浸料具有良好的貼合性和較長(zhǎng)的貯存期，室溫放置30天后仍能滿足鋪貼成型工藝的需要。

成型工藝：采用本發(fā)明中快速固化樹(shù)脂制作的預(yù)浸料固化成型包括“模具內(nèi)成型”和“高溫?zé)崽幚怼眱蓚€(gè)部分。其中“模具內(nèi)成型”的步驟是：將預(yù)浸料按經(jīng)緯次序交替貼合好，然后將預(yù)型好的產(chǎn)品放入熱的模具中，加壓固化5min，熱壓機(jī)的壓力為3～20MPa，結(jié)束后除去壓力，直接熱開(kāi)模(可以有效地提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本)。將脫模后的復(fù)合材料轉(zhuǎn)移至烘箱中進(jìn)行“高溫?zé)崽幚怼保嫦涞臏囟葹?50℃，熱處理的時(shí)間為30min，通過(guò)高溫?zé)崽幚恚梢赃M(jìn)一步提高樹(shù)脂的交聯(lián)密度，有助于提高復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)，高溫?zé)崽幚砜梢杂行У叵蚩焖俟袒a(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的快速固化樹(shù)脂由組分A、固化劑B和促進(jìn)劑C組成，其具有以下優(yōu)點(diǎn)，

1.大大降低了碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂成型時(shí)間，在模具中成型時(shí)間只有原來(lái)的1/5；

2.預(yù)浸料制作溫度降低及成型時(shí)間縮短，大大節(jié)約能耗，提高生產(chǎn)效率；