本發明涉及環氧樹脂生產領域，特別涉及一種自行車結構用增韌環氧樹脂體系及其制備方法。
背景技術：
隨著碳纖維復合材料性能的不斷完善和提高，復合材料的應用領域愈發廣闊，以其優異的性能逐步走向民用市場。目前，在汽車工業、石油工業、體育器械、土木建筑等領域得到廣泛應用。
樹脂基體是決定碳纖維復合材料性能的重要部分，由于樹脂體系具有結構復雜化、功能多樣化、研發周期短等特點，使得碳纖維復合材料具有更加優異的工藝性、創新性和應用性等。環氧樹脂作為其中用量最大的一種樹脂基體，具有優良的力學性能、加工工藝性能，作為纖維復合材料的基體樹脂廣泛應用于飛行器、風機葉片、運動器械等結構材料的制造，但是環氧樹脂固化后交聯密度高，因此其固化物存在韌性低、耐疲勞和耐沖擊性能差的缺點，在一定程度上限制了環氧樹脂的應用。
技術實現要素：
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種制備簡單、產品性能好的增韌環氧樹脂體系及其制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種增韌環氧樹脂體系，由以下重量份數的原料制成：
E-51環氧樹脂50-60份，E-03環氧樹脂8-12份，酚醛環氧樹脂10-15份，多羥基熱塑性彈性體10-15份，咪唑類潛伏性固化劑5-7份，有機脲類促進劑1.5-2份。
上述增韌環氧樹脂體系的制備方法，包括如下步驟：
（1）將E-51環氧樹脂均分為兩份，取其中一份E-51環氧樹脂與咪唑類潛伏性固化劑及有機脲類促進劑混合，攪拌均勻后用三輥研磨機研磨三次，得到復合型固化劑；
（2）將剩余E-51環氧樹脂，E-03環氧樹脂，酚醛環氧樹脂及多羥基熱塑性彈性體加入到反應釜中，于160-170℃下邊加熱邊攪拌至得到透亮的液體，即復合環氧樹脂；
（3）將步驟（1）得到的復合型固化劑和步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于60-65℃的反應釜中混合均勻，得到環氧樹脂液體體系；
（4）將步驟（3）得到的環氧樹脂液體體系倒入已經預熱好的模具中，抽真空30min，脫除環氧樹脂液體體系中的氣泡；
（5）脫泡后的環氧樹脂液體體系在75-85℃下保溫3-4h，然后升溫至140-160℃固化40min-60min，脫模，得到最終產品。
其優選的技術方案為：
步驟（3）中，復合型固化劑與復合環氧樹脂的重量比為35-40：60-65。
步驟（3）中，環氧樹脂液體體系70℃的粘度為10000-20000cps，且在25℃的環境中放置一個月后，70℃的粘度小于25000cps，即環氧樹脂液體體系的適用期在一個月以上，完全滿足復合材料熱熔法制備預浸料的工藝要求。
步驟（5）中，本發明最終產品的固化采用分段式加熱保溫方法，固化溫度、保溫時間為本發明的關鍵參數。最終產品的拉伸強度為70-80MPa，斷裂伸長率為3-4%，沖擊強度25-30KJ/m2，熱變形溫度大于110℃。
本發明選用酚醛環氧樹脂調節樹脂體系的粘度，同時由于分子結構中含有2個以上的環氧基，固化后交聯密度高，產品的耐熱性、耐溶劑性、耐化學藥品性及尺寸穩定性，都會相對提高；選用E-03環氧樹脂調節樹脂體系的粘度；選用多羥基熱塑性彈性體改善樹脂體系的韌性；選用咪唑類潛伏性固化劑及有機脲類促進劑作為樹脂體系的固化劑，可以使樹脂體系的固化反應溫度降低，后期復合材料制品成型工藝簡單，降低能源消耗。
本發明產品的工藝性能達到了自行車結構用等復合材料體育用品對環氧樹脂基體的要求，具有廣泛的應用價值。
本發明制備方法簡單，操作簡易，科學性強且適用于工業化生產，實現了增韌環氧樹脂體系的目的，且粘度適中、適用期長的良好的工藝加工性能，固化后得到的環氧樹脂的力學性能也很好。
具體實施方式
以下給出本發明的具體實施例，需要說明的是本發明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本發明的保護范圍。
實施例1：
增韌環氧樹脂體系的制備方法是通過以下步驟實現的：
（1）按重量份將25-30份E-51環氧樹脂，5-7份咪唑潛伏性固化劑及1.5-2份有機脲類促進劑混合，攪拌均勻后用三輥研磨機研磨三次，得到復合型固化劑；
（2）按重量份將25-30份E-51環氧樹脂、8-12份E-03環氧樹脂、10-15份酚醛環氧樹脂及10-15份多羥基熱塑性彈性體加入到反應釜中，于160-170℃下邊加熱邊攪拌至得到透亮的液體，即復合環氧樹脂；
（3）將35-40份步驟（1）得到的復合型固化劑和60-65份步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于60-65℃的反應釜中混合均勻，得到環氧樹脂液體體系；
（4）將步驟（3）得到的環氧樹脂液體體系倒入已經預熱好的模具中，抽真空30min，脫除環氧樹脂液體體系中的氣泡；
（5）脫泡后的環氧樹脂液體體系在75-85℃下保溫3-4h，然后升溫至140-160℃固化40min-60min，脫模，得到增韌環氧樹脂體系；其中步驟（1）至步驟（3）中重量份的每份的標準一致。
實施例2：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（1）中按重量份將26-28份E-51環氧樹脂、6份咪唑潛伏性固化劑及1.5-2份有機脲類促進劑混合。
實施例3：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（1）中按重量份將27份E-51環氧樹脂、6份咪唑潛伏性固化劑及1.7份有機脲類促進劑混合。
實施例4：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（2）中按重量份將26-28份E-51環氧樹脂、9-11份E-03環氧樹脂、12-13份酚醛環氧樹脂及12-13份多羥基熱塑性彈性體加入到反應釜中，于160-170℃下邊加熱邊攪拌至得到透亮的液體，即復合環氧樹脂。
實施例5：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（2）中按重量份將27份E-51環氧樹脂、10份E-03環氧樹脂、12份酚醛環氧樹脂及13份多羥基熱塑性彈性體加入到反應釜中，于160-170℃下邊加熱邊攪拌至得到透亮的液體，即復合環氧樹脂。
實施例6：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（2）中設定162-168℃下加熱攪拌得到透亮的液體。
實施例7：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（2）中設定165℃下加熱攪拌得到透亮的液體。
實施例8：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（3）中將37-39份步驟（1）得到的復合型固化劑和61-63份步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于65℃-70℃的反應釜中混合均勻得環氧樹脂液體體系。
實施例9：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（3）中將38份步驟（1）得到的復合型固化劑和62份步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于65℃-70℃的反應釜中混合均勻得環氧樹脂液體體系。
實施例10：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（3）中將38份步驟（1）得到的復合型固化劑和62份步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于63℃的反應釜中混合均勻得環氧樹脂液體體系。
實施例11：
具體步驟與實施例1相同，不同的是步驟（5）中將步驟（3）得到的環氧樹脂液體體系在80℃溫度下保溫3.5h，然后升溫至150℃固化50min。
實施例12：增韌環氧樹脂體系的制備方法
（1）按重量份將27份E-51環氧樹脂，6份咪唑潛伏性固化劑及1.7份有機脲類促進劑混合，攪拌均勻后用三輥研磨機研磨三次，得到復合型固化劑；
（2）按重量份將27份E-51環氧樹脂、10份E-03環氧樹脂、12份酚醛環氧樹脂及13份多羥基熱塑性彈性體加入到反應釜中，于160-170℃下邊加熱邊攪拌至得到透亮的液體，即復合環氧樹脂；
（3）將37.7份步驟（1）得到的復合型固化劑和62.3份步驟（2）得到的復合環氧樹脂混合，于63℃的反應釜中混合均勻，得到環氧樹脂液體體系；
（4）將步驟（3）得到的環氧樹脂液體體系倒入已經預熱好的模具中，抽真空30min，脫除環氧樹脂液體體系中的氣泡；
（5）環氧樹脂液體體系脫泡后，在80℃下保溫3.5h，然后升溫至150℃固化50min，脫模，得到固化的增韌環氧樹脂；其中步驟（1）至步驟（3）中重量份的每份的標準一致。
以上所述的實施例，只是本發明較優選的具體實施方式的一種，本領域的技術人員在本發明技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應包含在本發明的保護范圍內。