專利名稱：膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種復合材料墊片及其制備方法。
背景技術：
在飛機結構和零部件的裝配過程中，由于制造和裝配造成的誤差，會使裝配后的部件之間存在一定間隙。這些間隙需要使用墊片進行補償，達到消除間隙和補強作用。所用的墊片包括固體墊片(如金屬墊片、熱固性塑料墊片)和液體墊片，液體墊片主要用于填充較小的不規則間隙和斜面間隙，可用于飛機蒙皮和壁板于骨架結構裝配工藝、骨架與骨架之間裝配工藝。如EA934NA、EA9394液體墊片在多種飛機上廣泛應用。與固體墊片相比，液體墊片還具有密封和部件整形作用。但由于液體墊片強度較低，僅適合填充小于O. 7mm的間隙，而且由于多組分需要現場配膠，使用不便；對于較大的間隙補償采取液體墊片與金屬墊片相結合的方式，也存在費時費工，操作不方便問題，而且金屬墊片與復合材料構件匹 配性不佳。本發明一種膜狀室溫固化復合材料墊片即可替代液體墊片用于填充小于O. 7mm的間隙，也可替代固體墊片用于較大間隙(小于3_)的填充，具有較高的力學性能和良好使用工藝性能。并顯著提高飛機結構抗疲勞性能。
發明內容
本發明是為了解決現有液體墊片強度低的技術問題，提供了一種膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片及其制備方法。膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片按重量份由20 48份環氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機填料和10 20份短切纖維制成。所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-54、雙酚A型環氧樹脂E-51、雙酚A型環氧樹脂E-44、雙酚A型環氧樹脂E-42、雙酚A型環氧樹脂E-35、雙酚A型環氧樹脂E-31、雙酚A型環氧樹脂E-20、雙酚A型環氧樹脂E-14、雙酚A型環氧樹脂E-12、雙酚A型環氧樹脂E-06、雙酚A型環氧樹脂E-04、雙酚A型環氧樹脂E-03、線型酚醛環氧樹脂F-51、線型酚醛環氧樹脂F-44、線型酚醛環氧樹脂F-46、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環氧樹脂680#、665有機硅環氧樹脂、脂環族環氧樹脂CER-107、有機鈦環氧樹脂670及有機硅硼改性環氧樹脂中的一種或其中幾種的組合。所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環己烷、4，4’_ 二氨基二環己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。所述無機填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法按照以下步驟進行一、按重量份將20 48份環氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機上輥壓成型，得到厚度為O. 3 3mm的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片。
本發明的膜狀可室溫固化環氧樹脂復合材料墊片具有較高的粘接性能和優異的壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，壓縮強度可達104MPa，拉伸強度可達53MPa，沖擊強度可達54KJ/M2;并具有良好的使用工藝性能，本發明復合材料墊片在室溫下快速解凍后可直接應用免除了混合操作，徹底減少了再固化成本(材料的定位、擠壓和清理工作)和配膠誤差及錯誤，有效改善施工環境，并可剪裁成所需形狀使用；可制備成各種厚度的墊片(O. 3 3_)，滿足不同間隙要求，顯著縮短裝配時間，提高生產效率。
具體實施例方式本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片按重量份由20 48份環氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機填料和10 20份短切纖維制成。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-54、雙酚A型環氧樹脂E-51、雙酚A型環氧樹脂E-44、雙酚A型環氧樹脂E-42、雙酚A型環氧樹脂E-35、雙酚A型環氧樹脂E-31、雙酚A型環氧樹脂E-20、雙酚A型環氧樹脂E-14、雙酚A型環氧樹脂E-12、雙酚A型環氧樹脂E-06、雙酚A型環氧樹脂E-04、雙酚A型環氧樹脂E-03、線型酚醛環氧樹脂F-51、線型酚醛環氧樹脂F-44、線型酚醛環氧樹脂F-46、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環氧樹脂680#、665有機硅環氧樹脂、脂環族環氧樹脂CER-107、有機鈦環氧樹脂670及有機硅硼改性環氧樹脂中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述的環氧樹脂為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環己烷、4，4’ - 二氨基二環己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述胺類固化劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述增韌劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述無機填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述無機填料為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法按 照以下步驟進行一、按重量份將20 48份環氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機上輥壓成型，得到厚度為O. 3 3mm的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片。本實施方式制備的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片需低溫(低于一18°C )保存。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟一中所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-54、雙酚A型環氧樹脂E-51、雙酚A型環氧樹脂E-44、雙酚A型環氧樹脂E-42、雙酚A型環氧樹脂E-35、雙酚A型環氧樹脂E-31、雙酚A型環氧樹脂E-20、雙酚A型環氧樹脂E-14、雙酚A型環氧樹脂E-12、雙酚A型環氧樹脂E-06、雙酚A型環氧樹脂E-04、雙酚A型環氧樹脂E-03、線型酚醛環氧樹脂F-51、線型酚醛環氧樹脂F-44、線型酚醛環氧樹脂F-46、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環氧樹脂680#、665有機硅環氧樹脂、脂環族環氧樹脂CER-107、有機鈦環氧樹脂670及有機硅硼改性環氧樹脂中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的無機填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
七相同。本實施方式中所述的環氧樹脂為組合物時各成分間為任意比。本實施方式中所述增韌劑為組合物時各成分間為任意比。本實施方式中所述無機填料為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟二中所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環己烷、4，4’ - 二氨基二環己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
七相同。本實施方式中所述胺類固化劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟二中所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。其它與具體實施方式
七相同。采用下述實驗驗證本發明效果實驗一膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法按照以下步驟進行一、按重量份數將8份線型酚醛環氧樹脂F_46、40份雙酚A型環氧樹脂E_51、5份 端羧基液體丁腈橡、5份二氧化鈦混合，攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將5重量份間苯二胺和3重量份二氨基二苯基甲烷混合后加熱融化，然后加入20重量份聚酰胺200#中，再加入5重量份二亞乙基三胺攪拌均勻，得混合胺；三、將混合樹脂和混合胺充分混合均勻后，將20重量份玻璃纖維加入攪拌10 15分鐘，得到混合物；四、將混合物在O. OSMPa壓力下模壓成膜，膠膜厚度O. 3mm,即得膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片。實驗二膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法按照以下步驟進行一、按重量份數將8份線型酚醛環氧樹脂F-46和40份雙酚A型環氧樹脂E_51、5份二氧化鈦混合，攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將5重量份間苯二胺和3重量份二氨基二苯基甲烷混合后加熱融化，然后加入20重量份聚酰胺200#中，再加入5重量份二亞乙基三胺攪拌均勻，得混合胺；三、將混合樹脂和混合胺充分混合均勻后，將20重量份玻璃纖維加入攪拌10 15分鐘，得到混合物；四、將混合物在O. IMPa壓力下模壓成膜，膠膜厚度3mm，即得膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片。將實驗一制備的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片、實驗二制備的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片、EA934NA及EA9394進行性能實驗，實驗結果如表I :表I
權利要求
1.膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片按重量份由20 48份環氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機填料和10 20份短切纖維制成。
2.根據權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-54、雙酚A型環氧樹脂E-51、雙酚A型環氧樹脂E-44、雙酚A型環氧樹脂E-42、雙酚A型環氧樹脂E-35、雙酚A型環氧樹脂E-31、雙酚A型環氧樹脂E-20、雙酚A型環氧樹脂E-14、雙酚A型環氧樹脂E-12、雙酚A型環氧樹脂E-06、雙酚A型環氧樹脂E-04、雙酚A型環氧樹脂E-03、線型酚醛環氧樹脂F-51、線型酚醛環氧樹脂F-44、線型酚醛環氧樹脂F-46、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環氧樹脂680#、665有機硅環氧樹脂、脂環族環氧樹脂CER-107、有機鈦環氧樹脂670及有機硅硼改性環氧樹脂中的一種或其中幾種的組合 ο
3.根據權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環己烷、4，4’- 二氨基二環己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。
4.根據權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。
5.根據權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于所述無機填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。
6.根據權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片，其特征在于所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。
7.權利要求I所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法，其特征在于膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法按照以下步驟進行 一、按重量份將20 48份環氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機填料攪拌均勻，得到混合樹脂； 二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物； 三、將混合物通過模壓或在膠膜機上輥壓成型，得到厚度為O.3 3mm的膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片。
8.根據權利要求7所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟一中所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E-54、雙酚A型環氧樹脂E-51、雙酚A型環氧樹脂E-44、雙酚A型環氧樹脂E-42、雙酚A型環氧樹脂E-35、雙酚A型環氧樹脂E-31、雙酚A型環氧樹脂E-20、雙酚A型環氧樹脂E-14、雙酚A型環氧樹脂E-12、雙酚A型環氧樹脂E-06、雙酚A型環氧樹脂E-04、雙酚A型環氧樹脂E-03、線型酚醛環氧樹脂F-51、線型酚醛環氧樹脂F-44、線型酚醛環氧樹脂F-46、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四溴雙酚A型環氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環氧樹脂680#、665有機硅環氧樹脂、脂環族環氧樹脂CER-107、有機鈦環氧樹脂670及有機硅硼改性環氧樹脂中的一種或其中幾種的組合； 步驟一中所述的增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合； 步驟一中所述的無機填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。
9.根據權利要求7所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟二中所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環己烷、4，4’_ 二氨基二環己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。
10.根據權利要求7所述膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟二中所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。
全文摘要
膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片及其制備方法，它涉及一種復合材料墊片及其制備方法。本發明為了解決現有液體墊片強度低和使用工藝性能不足的技術問題。膜狀室溫固化環氧樹脂復合材料墊片由環氧樹脂、胺類固化劑、增韌劑、無機填料和短切纖維制成。制備方法如下一、按重量份將環氧樹脂、增韌劑和無機填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和胺類固化劑充分混合均勻后，加入短切纖維攪拌，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機上輥壓成型，即得。本發明的膜狀可室溫固化環氧樹脂復合材料墊片具有較高的粘接性能和優異的壓縮強度、沖擊強度和拉伸強度，壓縮強度可達104MPa，拉伸強度可達53MPa，沖擊強度可達54KJ/m2。
文檔編號C08K7/12GK102796349SQ20121030762
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者李欣, 劉曉輝, 趙穎, 張大勇, 王剛, 朱金華 申請人:黑龍江省科學院石油化學研究院