一種碳纖維電纜芯用mhfpi型耐高溫環氧基體樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料領域，特別設及一種碳纖維電纜巧用MHFPI型耐高溫環氧 基體樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 現今的輸電線路多采用鋼巧侶絞合線，該種材料在電力輸送中發揮了重要作用。 然而，隨著國民經濟的迅速發展，電力需求快速增長，給電力大規模輸送帶來了巨大的壓 力。鋼巧侶絞合線存在著重量大、能耗高、塔間距短、弧垂大等缺點，為此，需要研究一種新 型材料W替代鋼巧，從而制得重量輕、強度大、能耗低、塔間距大、弧垂小的先進巧材。碳纖 維是一種比重小、強度高、模量大、耐高溫、耐腐蝕的高性能纖維，因此，采用碳纖維增強、耐 高溫樹脂基復合巧代替鋼巧得到的侶絞合線，可給電力傳輸帶來巨大的飛躍，它重量輕、強 度大、剛度高、耐高溫、抗腐蝕，而且電力損耗小、弧垂小且有著更高的安全性，是新型節能、 環保型輸電導線。
[0003] 環氧樹脂具有優異的粘結性、成型加工性能、電氣絕緣性能W及優異的力學性能 等，被廣泛的應用于航空航天、電子電器、汽車、艦船等領域中。但環氧樹脂也存在一些缺 點，如耐熱性偏低，遠遠不及諸如聚酷亞胺、聚苯并咪挫、聚苯并惡挫等芳雜環聚合物體系， 環氧樹脂體系在高溫環境下的力學性能、電學性能等下降顯著，難W滿足實際應用需求。因 此，對環氧樹脂進行耐高溫增初改性，是當前國內外科技人員研究的熱點。
[0004] 眾所周知，環氧樹脂具有許多優良的性能；（1)良好的粘接性能；粘接強度高，粘 接面廣，它與許多金屬（如鐵、鋼、銅、侶、金屬合金等）或非金屬材料（如玻璃、陶瓷、木材、 塑料等）的粘接強度非常高，有的甚至超過被粘材料本身的強度，因此可用于許多受力結 構件中，是結構型粘合劑的主要成分之一；（2)良好的加工性能；環氧樹脂配方的靈活性、 加工工藝和制品性能的多樣性是高分子材料中最為突出的；（3)良好的穩定性能；環氧樹 脂的固化主要是依靠環氧基的開環加成聚合，因此固化過程中不產生低分子物，其固化收 縮率是熱固性樹脂中最低的品種之一，一般為1% -2%，如果選擇適當的填料可使收縮率 降至0. 2%左右；固化后的環氧樹脂主鏈是離鍵、苯環、=維交聯結構，因此具有優異的耐 酸堿性。
[0005] 因此，環氧樹脂在國民經濟的各個領域中被廣泛應用：無論是高新技術領域還是 通用技術領域，無論是國防軍工還是民用工業，乃至人們的日常生活中均能看到它的蹤跡。
[0006] 中國發明專利〔化031463304公開了一種2,2-雙[4-(2,4-二氨基苯氧基）苯基] 六氣丙烷型耐高溫環氧膠粘劑及其制備方法，由質量比為1:1-2的A組份和B組份組成，其 中，A組份是由2, 2-雙[4-(2, 4-二氨基苯氧基）苯基]六氣丙烷與環氧樹脂反應而成的 共聚物；B組份是由2, 2-雙[4-(2, 4-二氨基苯氧基）苯基]六氣丙烷與芳香族二元酸酢 在強極性非質子有機溶劑和甲苯中反應而成的固含量為15% -30%的均相透明溶液。制備 方法包括；室溫下，將A、B組份按質量比1:1-2攬拌混合均勻即可。
[0007] 中國發明專利〔化031313694公開了一種4,4'-雙（2,4-二氨基苯氧基）二苯諷 型耐高溫環氧膠粘劑及其制備方法，由質量比為1:1-2的A組份和B組份組成，其中A組 份是由4, 4' -雙化4-二氨基苯氧基）二苯諷與環氧樹脂反應而成的共聚物；B組份是由 4, 4'-雙（2, 4-二氨基苯氧基）二苯諷與芳香族二元酸酢在強極性非質子有機溶劑和甲苯 中反應而成的固含量為15% -30%的均相透明溶液。制備方法包括；室溫下，將A、B組份按 質量比1:1-2攬拌混合均勻即可。
[0008] 中國發明專利〔化031463314公開了一種4,4'-雙化4-二氨基苯氧基）聯苯型耐 高溫環氧膠粘劑及其制備方法，由質量比為1:1-2的A組份和B組份組成，其中A組份是由 4, 4' -雙化4-二氨基苯氧基）聯苯與環氧樹脂反應而成的共聚物巧組份是由4, 4' -雙 (2, 4-二氨基苯氧基）聯苯與芳香族二元酸酢在強極性非質子有機溶劑和甲苯中反應而 成的固含量為15% -30%的均相透明溶液。制備方法包括；室溫下，將A、B組份按質量比 1:1-2攬拌混合均勻即可。
[0009] 中國發明專利CN103030787A公開了一種苯并咪挫-環氧基體樹脂及其制備方 法，樹脂由A、B兩組份組成。制備方法，包括如下步驟；（1)將N，N，N'，N'-四縮水甘油 基-2, 2-雙[4- (4-氨基苯氧基）苯基]丙烷與2- (4-氨基苯基）-5-氨基苯并咪挫放入反 應蓋中，加熱升溫至70-80°C攬拌反應15min-30min后，加入活性稀釋劑和有機溶劑，攬拌 均勻，得到A組份；（2)將固化劑和有機溶劑混合，攬拌溶解均勻，即得到B組份；（3)使用 時，將A、B組份混合，攬拌均勻即可。
[0010] 中國發明專利CN103013414A公開了一種a-氯基-P-己氧基丙締酸己醋改性 環氧樹脂膠粘劑及其制備方法，膠粘劑的組成為；質量比為100:100~50:60~30:5~ 20:30~80的環氧樹脂、環氧醋樹脂、活性增初劑、a-氯基-P-己氧基丙締酸己醋和固化 劑。制備方法，包括如下步驟：將環氧樹脂與活性增初劑混合，于60°C -80°C反應15-20min 后，加入環氧醋樹脂和a-氯基-e-己氧基丙締酸己醋，攬拌混合均勻，得到A組分；固化 劑為B組分；使用時，將A、B組分混合均勻，即得。
[0011] 進入21世紀，高分子材料的應用愈來愈廣泛，人類社會的發展和人們的生活已不 能離開高分子材料的應用。與此同時，人們對生活環境的要求亦愈來愈高，要求高分子材料 在生產制造、應用過程中無溶劑揮發，環境友好。因此，無溶劑高分子材料，特別是無溶劑環 氧基體樹脂體系是當今國際上重點研發的方向之一。
[0012] 中國專利CN101148656A公開一種耐高溫無溶劑環氧膠粘劑的制備方法，TG孤M環 氧樹脂、增初劑、氨化雙酪A、固化劑、促進劑混合均勻，制得了耐高溫無溶劑環氧膠粘劑。但 其耐高溫性能仍然有較大的局限性，未能滿足許多高溫環境下的實際應用。
[0013] 中國專利CN101397486A公開了一種雙組分無溶劑環氧樹脂膠粘劑的制備方法， 它包括A組分和B組分，其中A組分含有酪醒環氧樹脂、脂環型環氧樹脂和端駿基了膳橡 膠；B組分是1，4-雙（2, 4-二氨基苯氧基）苯芳香族多元胺固化劑。脂環型環氧樹脂和端 駿基了膳橡膠的添加量分別為酪醒環氧樹脂的20-35%和12% (質量百分數）。1,4-雙 (2, 4-二氨基苯氧基）苯芳香族多元胺固化劑的添加量為酪醒環氧樹脂的15-20% (質量 百分數），所得膠粘劑體系工藝性好。但其耐熱性能還不夠理想。
[0014] 中國專利CN1927908A公開了一種含酪哲基聚酷亞胺粉末的制備方法，由于酪哲 基的存在，其聚酷亞胺粉末可與環氧基反應，形成共價鍵，從而可W提高熱塑性聚酷亞胺樹 脂與環氧樹脂的相容性，并可進一步使環氧樹脂體系達到良好的增初效果。
[0015] 虞蠢海等人【耐高溫單組分環氧膠粘劑的研制[J].粘接，2008,29(12) :16-19】公 開了一種耐高溫單組分環氧膠粘劑的制備方法，其主要特征在于；W馬來酸酢（MA)為封端 劑，W2, 2-雙（3-氨基-4-哲基苯基）六氣丙烷炬AHPFP)、2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧基） 苯基]丙烷炬APOP巧、2, 2-雙[4-(3, 4-二駿基苯氧基）苯基]丙烷二酢炬PADA)為主原 料合成得到了含酪哲基聚離酷亞胺樹脂（HPEI) 所合成得到的HPEI為耐高溫增初劑，與 N，N，N'，N' -四縮水甘油基-4, 4' -二氨基二苯甲燒（TGDDM)、氨化雙酪A環氧樹脂化BPAE)、 潛伏性固化劑等，配制得到了綜合性能優異的耐高溫單組分環氧膠粘劑。
[0016] 中國發明專利CN103483552A公開了一種碳纖維復合材料用基體樹脂及其制備 方法，該碳纖維復合材料基體樹脂由N，N，N'，N'-四縮水甘油基-4, 4' -二氨基二苯離 訂6040口巧環氧樹脂、65216環氧樹脂、2,2-雙[4-(2-^氣甲基-4-馬來酷亞胺基苯氧基） 苯基]丙烷、3, 3' -二甲基-4, 4' -雙（4-駿基獻酷亞胺基）二苯甲燒、固化劑和有機溶劑 組成；其制備方法，包括如下步驟；（1)將N，N，N'，N'-四縮水甘油基-4, 4'二氨基二苯離 (TGDADP巧環氧樹脂和3, 3'-二甲基-4, 4'-雙（4-駿基獻酷亞胺基）二苯甲燒放入反應蓋 中，于80°C-100°C溫度范圍內攬拌反應0. 5小時-1小時后，加入ES216環氧樹脂和2, 2-雙 [4-(2-S氣甲基-4-馬來酷亞胺基苯氧基）苯基]丙烷，繼續攬拌反應0. 5小時-1小時， 加入有機溶劑，攬拌均勻，得A組份；（2)將固化劑和有機溶劑混合，攬拌溶解呈均相，得B 組份；（3)使用時，將A組份、B組份混合均勻即可。
[0017] 中國發明專利CN103408727A公開了一種先進復合材料用TGBAPOPP型基體樹脂 及其制備方法，該基體樹脂由N，N，N'，N'-四縮水甘油基-2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基） 苯基]丙烷（TGBAPOP巧、鄰甲酪醒環氧樹脂、N-異丙基-N'-苯基對苯二胺、2, 2, 4-S甲 基-1，2-二氨基嗟咐、2, 2-雙[4-(4-馬來酷亞胺基苯氧基）苯基]丙烷、固化劑和有機溶 劑組成；制備方法包括如下步驟：將N，N，N'，N'-四縮水甘油基-2, 2-雙[4-(4-氨基苯氧 基）苯基]丙烷、鄰甲酪醒環氧樹脂、2, 2-雙[4-(4-馬來酷亞胺基苯氧基）苯基]丙烷放 入反應蓋中，于90°C-100°C的溫度范圍內反應一定時間后，室溫下加入N-異丙基-N'-苯 基對苯二胺溶液、2, 2, 4-S甲基-1，2-二氨化嗟咐溶液，攬拌混合均勻，加入固化劑溶液， 攬拌混合均勻即可。
[0018] 中國發明專利CN103483553A公開了一種先進復合材料用TGDAD陽型環氧基體樹 脂及其制備方法，該基體樹脂由質量比為100:5-10:10-20:1-5:80-200的N，N，N'，N'-四縮 水甘油基-4, 4'-二氨基二苯離環氧樹脂（TGDADPE)、芳香族二元胺、芳香族二元酸酢、固化 劑和有機溶劑組成；其制備方法包括如下步驟；將N，N，N'，N'-四縮水甘油基-4, 4' -二氨 基二苯離環氧樹脂（TGDADP巧和芳香族二元胺放入反應蓋中，于50°C-90°