[發明專利]一種抗老化助劑包及制備方法和在碳纖維預浸布中的應用

有效

• 申請號: 202111486990.0
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114058078B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 嚴明芳
• 申請（專利權）人: 江門市嚴恩化工科技有限公司
• 主分類號: C08K5/3435
• 分類號: C08K5/3435;C08K5/3475;C08K5/3492;C08K5/29;C08K5/134;C08J5/24;C08L63/00;C08K7/06
• 代理公司: 廣州市科豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44467
• 代理人: 羅嘯秋

本發明屬于特種助劑技術領域，公開了一種抗老化助劑包及制備方法和在碳纖維預浸布中的應用。本發明所述抗老化助劑包為均一透明液體狀，其由以下質量百分含量的組分組成：液體紫外吸收劑45％～60％，液體HALS光穩定劑20～40％，抗氧劑10％～15％。其制備方法為：將液體紫外吸收劑和液體HALS光穩定劑攪拌混合，然后加入固體抗氧劑粉末，加熱攪拌至抗氧劑粉末完全溶解，過濾，冷卻至室溫，得到清澈透明的抗老助劑包產品。本發明的抗老助劑包產品能有效解決環氧樹脂不耐光老化和高溫固過程中熱氧老化問題，而且還具有對環氧樹脂底色影響很小等諸多優點，非常適合應用于環氧樹脂固化碳纖維預浸布。

技術領域

本發明屬于特種助劑技術領域，具體涉及一種抗老化助劑包及制備方法和在碳纖維預浸布中的應用。

背景技術

環氧樹脂是一種高分子聚合物，分子式為(C₁₁H₁₂O₃)n，是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。它是環氧氯丙烷與雙酚A或多元醇的縮聚產物。由于環氧基的化學活性，可用多種含有活潑氫的化合物使其開環，固化交聯生成網狀結構，因此它是一種熱固性樹脂。由于環氧樹脂優良的物理機械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能、以及其使用工藝的靈活性是其他熱固性塑料所不具備的。因此它能制成涂料、復合材料、澆鑄料、膠粘劑、模壓材料和注射成型材料，在國民經濟的各個領域中得到廣泛的應用。

環氧樹脂分為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、脂環族環氧樹脂等多種類型，目前應用最廣泛的是雙酚A型環氧樹脂。由于環氧樹脂中含有苯環、酸鍵和與苯環相連的季碳原子，苯環在陽光照射下吸收紫外線，能量轉移到酸鍵和季碳原子上。這些弱鍵很容易斷裂，形成自由基。因此，環氧樹脂不耐紫外線，耐候性差，容易黃變，在戶外應用場景中很容易粉化。

針對目前環氧樹脂在應用過程中出現的耐候性差，容易黃變的問題，目前抗老化助劑行業的解決思路主要有：(1)選用耐候性較好的脂肪族環氧樹脂或者脂環族環氧樹脂；(2)使用其他耐候性較好的樹脂對環氧樹脂進行改性。(3)往環氧樹脂中添加抗老化助劑產品，來提高環氧樹脂的耐候性。

上述思路(1)由于價格昂貴，成本上不具有經濟性；思路(2)相當于是一種定制化的環氧樹脂，成本上未必具有經濟性，而且生產規模未必能夠滿足實際大規模生產需求。思路(3)目前來看是改善環氧樹脂耐候性最具備性價比的技術方案，但由于環氧樹脂的抗老化技術解決方案一直是業內難題之一，選用合適的環氧樹脂抗老化配方具備較高的技術門檻。

關于環氧樹脂用來固化碳纖維來生產一種熱固性的連續性纖維復合材料，是目前環氧樹脂一個非常重要的用途，潛在的市場容量非常大。碳纖維預浸布是在經過高壓高溫技術將環氧樹脂復合在碳纖維上。由碳纖維紗、環氧樹脂、離型紙等材料，經過涂膜、熱壓、冷卻、覆膜、卷取等工藝加工而成的復合材料稱為碳纖維預浸料，又名碳纖維預浸布。與金屬材料相對，具有密度低，強度高等特點，因此這種環氧固化的碳纖維熱固性復合材料，廣泛地應用在無人機，航空航天，汽車等諸多領域，用來實現輕量化節能環保的目的。

碳纖維預浸布往往要承受高溫(比如140-180℃)，下游的應用領域往往會提出氙燈老化的測試要求(參考標準SAE J2527)，而且下游往往會接觸NO_X的環境。因此應用于碳纖維預浸布的環氧樹脂，技術要求至少包括：(1)能夠抗高溫固化過程中的熱氧老化；(2)要能夠抗光老化，通過氙燈老化測試2000-6000小時不等；(3)還要能夠抗氣熏黃變。要做到以上三點要求，將絕大部分環氧樹脂抗老化方面的專利產品擋在了門外，技術門檻極高。因此，研究應用于環氧固化碳纖維預浸布的抗老化助劑產品，具有很強的產業意義和商業價值。