[發明專利]環氧樹脂組合物及其復合材料

在審

• 申請號: 202110897213.9
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113773451A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 周百能;肖毅;鐘連兵;鄧銀潔
• 申請（專利權）人: 四川東樹新材料有限公司
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F220/06;C08G59/68;C08G59/42
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張徭堯;柯海軍

本發明涉及環氧樹脂組合物及其復合材料，屬于環氧樹脂技術領域。本發明解決的技術問題是提供一種長可操作時間且能夠快速固化的環氧樹脂組合物。該環氧樹脂組合物，包含A組分：液體環氧樹脂組分；B組分：固化劑；和C組分：促進劑。本發明環氧樹脂組合物可以替代“環氧?胺”樹脂體系，降低了環氧樹脂組合物的成本，具有非常好的經濟性。該環氧樹脂組合物具有快速固化的特點，150℃下凝膠時間小于40秒，70℃下固化時間小于200min，適用于真空灌注工藝，拉擠工藝、纏繞工藝等制備復合材料部件，提高復合材料的生產效率。

技術領域

本發明涉及環氧樹脂組合物及其復合材料，屬于環氧樹脂技術領域。

背景技術

風能是一種最清潔，最環境友好的可再生能源，是石化能源的理想替代品之一。世界主要國家都將發展風能作為實現“碳中和”目標的重要手段。因而風力發電具有廣闊的市場前景和巨大的發展潛力。風電葉片是風力發電機的關鍵部件，它主要起著捕捉風力并傳承給發電機組的作用。目前90％以上的風電葉片都是通過纖維增強樹脂復合材料來制作的。環氧樹脂是使用最普遍的基體樹脂，固化劑普遍采用胺類。這種“環氧-胺”樹脂體系具有很多優勢。首先，通過聚醚胺和脂環胺的復配，可以獲得較長的可操作性時間。特別是可以獲得操作時間長于2小時的環氧樹脂體系從而滿足大尺寸風電葉片殼體和主梁的灌注要求。其次通過環氧-胺的樹脂體系還具有良好的強度和韌性平衡，滿足風電葉片靜力載荷和疲勞壽命的要求。此外“環氧-胺”對環境要求不高，對濕氣不敏感。上述的諸多優點使得多年來“環氧-胺”樹脂體系在風電葉片中的應用中逐漸獲得了統治的地位。

然而，“環氧-胺”樹脂體系也存在一些缺點。首先，“環氧-胺”樹脂體系的成本高，隨著風電的平價上網，產業鏈對降本的要求越來越高。“環氧-胺”樹脂體系的材料成本高，不能滿足這一需求。其次，長操作時間的“環氧-胺”樹脂體系固化速度慢，目前常見的風電環氧樹脂需要在70℃下至少加熱240min以上才能達到可脫模時間，限制了風電葉片制造效率的提升。

發明內容

針對以上缺陷，本發明解決的技術問題是提供一種長可操作時間且能夠快速固化的環氧樹脂組合物。

本發明環氧樹脂組合物，包含以下組分：

A、液體環氧樹脂組分；

B、固化劑：所述固化劑包含液體酸酐和活性烯鍵羧酸，且活性烯鍵羧酸在固化劑中的占比為質量比10～80％；

C、促進劑。

在本發明的一個實施方式中，所述液體環氧樹脂組分包含液體環氧樹脂和自由基引發劑。

在本發明的一個具體實施方式中，所述述液體環氧樹脂選自液體雙酚A環氧樹脂、液體雙酚F環氧樹脂、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚和C12-C14烷基縮水甘油醚中的至少一種。

在一個具體實施方式中，所述自由基引發劑選自過氧化甲乙酮，異丙苯過氧化二苯甲酰，過氧化醋酸叔丁酯和叔丁基過氧化氫中的至少一種。

在本發明的一個具體實施方式中，所述活性烯鍵羧酸的結構式為式(1)所示：

其中，R₁選自氫、甲基、苯基或羧基，R₂選自氫、甲基、乙基或甲酸基。

在本發明的一些具體實施例中，所述活性烯鍵羧酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、桂皮酸、丁烯酸、富馬酸和衣康酸中的至少一種。

在本發明的一些具體實施方式中，活性烯鍵羧酸在固化劑中的占比為質量比20～60％。

在本發明的一些具體實施方式中，液體環氧樹脂組分、固化劑和促進劑的質量比為100:80～140:1～10。

在本發明的一個具體實施例中，液體環氧樹脂組分、固化劑和促進劑的質量比為100:120:5。