[發(fā)明專利]一種用于復(fù)合材料預(yù)浸料的耐高溫環(huán)氧樹脂及合成工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910389931.8
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110128785B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周易;辛媛
• 申請（專利權(quán)）人: 漢碩高新材料(天津)有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L61/04;C08L81/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張曉媛

一種用于復(fù)合材料預(yù)浸料的耐高溫高韌性環(huán)氧樹脂，其特征在于，包括以下重量組份物料混合加熱得到：環(huán)氧樹脂20％?70％；增韌劑10％?30％；固化劑10?40％；上述物料混合加熱得到的耐高溫高韌性環(huán)氧樹脂，50?75℃時粘度16000?25000mPa.S，玻璃化溫度Tg(DMA)大于330℃。本發(fā)明得到的環(huán)氧樹脂基體得到的耐高溫樹脂，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度大于300℃，樹脂耐熱性能優(yōu)良；固化溫度低，固化時間短，有利于降低生產(chǎn)成本；得到的樹脂與纖維浸潤良好，得到的預(yù)浸料性能優(yōu)異；復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)良，抗沖擊韌性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是碳纖維或者玻璃纖維復(fù)合材料，具體是一種用于復(fù)合材料預(yù)浸料的環(huán)氧樹脂以及合成工藝。

背景技術(shù)

預(yù)浸料(prepreg)是利用纖維和主要成分為樹脂的基質(zhì)的組合而制造的纖維增強復(fù)合體。含有碳纖維和樹脂的碳纖維增強復(fù)合體在機械性質(zhì)方面優(yōu)異并且廣泛用于諸如體育用品、航空器和汽車等一般工業(yè)應(yīng)用中。這些碳纖維增強復(fù)合體通過對碳纖維的纖絲進行排列并在將熱固性樹脂浸漬于具有對齊特性的碳纖維(如織物型碳交叉和連線碳纖絲等形式)內(nèi)之后形成預(yù)浸料。通過層壓和形成預(yù)浸料的方法，能夠制造具有優(yōu)異的機械性質(zhì)和剛度的纖維增強塑料(FRP)。具體地，這種方法是通過將熱固性樹脂組合物浸漬于纖維增強的基材內(nèi)并通過在熱和壓力下固化該熱固性樹脂組合物來制備纖維增強塑性預(yù)浸料的方法。

作為熱固性樹脂的代表，環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學(xué)性能，其固化物介電性能良好，收縮率小，尺寸穩(wěn)定，硬度高，韌性好，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定。特別是環(huán)氧樹脂良好的粘結(jié)性能和優(yōu)異的纖維浸潤性能，對于制造預(yù)浸料具有其不可替代的作用。但目前預(yù)浸料用環(huán)氧樹脂體系固化時間長，使用溫度低于250℃，對于超過250℃環(huán)境下的復(fù)合材料的使用，現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂已經(jīng)不能滿足。而在耐高溫的復(fù)合材料預(yù)浸料樹脂的使用中，通常會選擇雙馬來酰亞胺樹脂來作為樹脂的主體基材，但是雙馬樹脂的固化時間長、工藝復(fù)雜，而低溫樹脂的流動性也不如環(huán)氧樹脂。

三酚基甲烷三縮水甘油醚由于其粘度較大、耐高溫的性能，多用于膠黏劑，如中國發(fā)明專利——一種耐高溫阻燃環(huán)氧膠(CN 104726045B)；也有部分研究將其用于預(yù)浸料領(lǐng)域，但是因為其粘度較大，與纖維的浸潤較差，其添加量都不超過樹脂總量的20％，得到的樹脂耐溫性能也不會超過250℃。中國發(fā)明專利——一種樹脂組合物及其預(yù)浸料和復(fù)合材料(CN 1056002202A)多官能團環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂為主體樹脂，其中三酚基甲烷三縮水甘油醚的添加量最多為15％，獲得的預(yù)浸料在熱壓罐中經(jīng)過中溫固化得到的層壓板，濕態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(DMA,E＇,onset Tg)能達(dá)到120℃；中國發(fā)明專利——一種高韌性高Tg環(huán)氧樹脂(CN 104559064A)，以酚醛樹脂為基體，添加多官能度環(huán)氧樹脂AFG-90、AG-80等，獲得的樹脂固化后DMA測量玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度在240℃；本發(fā)明克服了上述的種種缺點，研發(fā)了一種環(huán)氧基體的耐高溫樹脂，用于纖維預(yù)浸料，獲得良好的性能，并且工藝簡單。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的提供一種耐高溫的環(huán)氧樹脂，用于纖維預(yù)浸料，與纖維浸潤程度良好，固化時間短，得到的預(yù)浸料固化后可以在大于300℃環(huán)境內(nèi)使用，并且性能優(yōu)良。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種用于復(fù)合材料預(yù)浸料的耐高溫高韌性環(huán)氧樹脂，其特征在于，包括以下重量組份物料混合加熱得到：

環(huán)氧樹脂 20％-70％

增韌劑 10％-30％

固化劑 10-40％

上述物料混合加熱得到的耐高溫高韌性環(huán)氧樹脂，50-75℃時粘度16000-25000mPa.S，玻璃化溫度Tg(DMA)大于330℃。

進一步，所述環(huán)氧樹脂為三官能度環(huán)氧樹脂和鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂混合，其中三官能度環(huán)氧樹脂的重量不低于60％。