[發明專利]一種TG為170-180℃真空導入環氧樹脂基復合材料及其制備方法

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• 申請號: 202110886348.5
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113480832A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 高桂林;高桂蓮;魏玲;董倩;王磊
• 申請（專利權）人: 安徽眾博新材料有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L21/00;C08K7/14;C08G59/42;C08G59/50;C08G59/58
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 李金標

本發明公開了一種TG為170?180℃真空導入環氧樹脂基復合材料及其制備方法，涉及一種高分子材料制備技術領域，包括以下制備步驟：(1)將樹脂組分高速攪拌分散；(2)制備固化劑；(3)將增強材料裁切后放置在經脫模劑處理后的模具上，進行真空脫氣,然后進行真空測試，測試通過后，模具預熱，將樹脂組分和固化劑混合均勻，用真空泵將樹脂組分和固化劑的混合物導入到模具中；(4)通過固化工藝，得到環氧樹脂基復合材料。本發明通過采用酸酐固化體系，降低了環氧樹脂和固化劑混合物的粘度，改善其對增強材料的浸潤性，提高復合材料的結合度，增強了復合材料的強度，且能大大降低了復合材料的制備成本。

技術領域

本發明涉及一種高分子材料制備技術領域，具體涉及一種TG為170-180℃真空導入環氧樹脂基復合材料及其制備方法。

背景技術

復合材料是指由兩種或兩種以上的物質以不同方式組合而成的材料，復合材料能發揮材料各自的優點，克服單一材料的缺陷，其具有比重小、比強度和比模量大的特點，還具有良好的化學穩定性、耐磨性、耐熱性等性能，在航天、汽車、建筑、健身器材等領域均有廣泛的用途。復合材料按照機體不同，可以分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。

環氧樹脂是一種分子中含有兩個或兩個以上具有反應活性的環氧基，以脂肪族、脂環族或者芳香族烴類為骨架的高分子預聚體。環氧樹脂自身為線性結構，在未與固化劑形成三維網狀結構之前，無法具有交聯固化行為發揮粘接作用。

環氧樹脂作為應用最為廣泛的一種復合材料的樹脂基體，因其與固化劑結合后具有較高的強度和模量，而被廣泛與固化劑結合達到材料的多種功能，然而，目前采用的真空導入工藝用環氧樹脂均是采用胺類固化體系，環氧樹脂用多官能團的縮水甘油胺，固化物TG達到170-180℃時成本較高，大大增加了制備復合材料的成本。此外胺類固化體系中，環氧樹脂和固化劑混合物的粘度相對大，其對玻璃纖維的浸潤性也相對較差，進而影響復合材料的強度等性能。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供了一種真空導入環氧樹脂基復合材料，通過采用酸酐固化體系，大大降低了復合材料的制備成本，降低了環氧樹脂和固化劑混合物的粘度，改善其對增強材料的浸潤性，提高復合材料的結合度，增強復合材料的強度。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種TG為170-180℃真空導入環氧樹脂基復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將樹脂組分放于高速分散機中以1000-3000r/min攪拌分散1-3h；

所述樹脂組分包括：脂環族環氧樹脂、活性稀釋劑和橡膠；

(2)制備固化劑：將新戊二醇和四氫苯酐混合，在攪拌狀態下加熱至130-150℃，反應1-3h后冷卻至室溫，然后加入四氫苯酐脂環胺和叔胺促進劑，得到固化劑；

(3)將玻璃纖維布裁切后按照制件厚度要求鋪層在模具內，并進行真空測試，測試通過后，將樹脂組分和固化劑按照一定質量比混合均勻，模具預熱至80±2℃，真空脫氣30min，然后用真空泵將樹脂組分和固化劑的混合物導入到模具中；

(4)固化工藝：在步驟(3)后，80±2℃固化3-5h，160±4℃下固化8-12h，冷卻至室溫，脫模得到環氧樹脂基復合材料。

優選地，步驟(1)中，原料按照重量份數計如下：脂環族環氧樹脂50-90份、活性稀釋劑10-30份、橡膠5-20份。

優選地，步驟(2)中，原料按照重量份數計如下：新戊二醇3-8份、四氫苯酐12-32份、甲基四氫苯酐脂環胺50-60份、叔胺促進劑0.5-1.5份。

優選地，所述活性稀釋劑為三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，所述橡膠為核殼橡膠。

優選地，步驟(3)中，樹脂組分和固化劑的質量比為100：110。