一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體及其制備方法，包括A組分和B組分，所述A組分包括重量比為80～95:3～18:2～12的雙酚A環氧樹脂，叔碳酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸甲酯?丁二烯?丙烯酸丁酯共聚物；B組分為固化劑組分，包括重量比為55～80:20～45:5～10:2～8的二胺甲基環戊烷、聚醚胺、氨乙基哌嗪和對乙基苯酚。將A組分、B組分分別混合均勻后再按比例混合，制備方法簡單。本發明的環氧樹脂粘度較低，滿足了樹脂流動充模和對纖維的浸潤需求，有著較長的操作時間，同時樹脂的韌性和力學性能均有提高。
【專利說明】
一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種環氧樹脂及其制備方法，具體涉及一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體及其制備方法。
【背景技術】
[0002]樹脂傳遞模塑工藝是一種閉模成型技術，其基本原理是將纖維增強材料鋪放到閉模的模腔內，用壓力將樹脂膠液注入模腔，浸透纖維增強材料，然后固化，脫模成型制得纖維增強復合材料。它的優點是產品表面尺寸精度高、產品整體凈尺寸成型、孔隙率低、成型效率高，廣泛應用于航空航天、船舶、汽車等領域。此工藝中的樹脂基體對纖維只有一步浸潤過程，因此要求樹脂在工作溫度下具有較低的粘度和較長的操作時間，以滿足樹脂流動充模和對纖維的浸潤。此外還要求樹脂具有較高的韌性和力學性能。
[0003]環氧樹脂由于固化后質脆、耐沖擊性能差、容易開裂等弱點嚴重制約了其在高韌性場合中的應用。一般通過在環氧樹脂基體中添加彈性體、熱塑性顆粒等方法來增韌，但在樹脂傳遞模塑工藝中采用此類方法存在諸多問題，因為纖維預制體充當了過濾器，當樹脂流入纖維束時過濾掉了這些顆粒。同時，添加的顆粒導致樹脂粘度明顯增大，將明顯抑制樹脂對纖維的浸潤。因此的低粘度工藝要求，使得環氧樹脂的增韌遇到了較多的挑戰。目前國內常用的樹脂傳遞模塑工藝環氧樹脂韌性普遍較差，其斷裂延伸率小，韌性低，在航空航天、船舶、汽車等高性能應用領域中受到限制。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體，本發明的環氧樹脂應用于樹脂傳遞模塑工藝中時能夠增加材料的韌性，同時保持體系的粘度。
[0005]為解決上述技術方案，本發明采用的技術方案是:
[0006]—種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體，包括A組分和B組分，所述A組分包括重量比為80?95:3?18: 2?12的雙酸A環氧樹脂，叔碳酸縮水甘油醚和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物;所述B組分為固化劑組分，優選地，所述B組分包括二胺甲基環戊烷、聚醚胺、氨乙基哌嗪和對乙基苯酚，所述二胺甲基環戊烷、聚醚胺、氨乙基哌嗪和對乙基苯酚重量比為55?80:20?45:5?10:2?8，所述A組分與B組分的重量比為100:30 ?45。
[0007]—種制備上述用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體的方法，其特征在于，包括步驟:
[0008](I)配制A組分:按重量比稱取A組分中各組分，然后將A組分中所有組分混合、攪拌均勻，攪拌時間為Tl ；優選的Tl為40min ；
[0009](2)配制B組分:按重量比稱取B組分中各組分，再將B組分中除對乙基苯酚以外的各組分混合攪拌，攪拌時間為T2,攪拌速度為V，然后將對乙基苯酚加入，繼續攪拌，攪拌時間為T3;優選地，T2為30min，V為700-800轉/分鐘，T3為60min。
[0010]⑶將A組分和B組分按重量比混合均勻。
[0011]本發明所達到的有益效果:
[0012]本發明的環氧樹脂粘度較低，制備方法簡單，低粘度的環氧樹脂滿足了樹脂流動充模和對纖維的浸潤需求，有著較長的操作時間，同時樹脂的韌性和力學性能均有提高，使用本發明樹脂得到的制品表面光滑、內部無氣泡等缺陷，能夠應用于汽車，船舶，航空等高性能領域。【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0014]實施例1
[0015]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中A組份的制備:雙酚A環氧樹脂90份，叔碳酸縮水甘油酯8份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物2份，攪拌均勻 40分鐘。
[0016]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入60份的二胺甲基環戊烷、30份聚醚胺、7份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800 轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚3份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。[〇〇17] 在25°C條件下，A組份和B組份以100:35配比配制，混合均勻后，測定粘度為750cps (25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc0 ? 98MPa1/2，斷裂能Glc345J/m2，其他性能均達標。[〇〇18] 實施例2
[0019]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中A組份的制備:雙酚A環氧樹脂85份，叔碳酸縮水甘油酯10份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物5份，攪拌均勻40分鐘。
[0020]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入65份的二胺甲基環戊烷、25份聚醚胺、8份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800 轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚2份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。
[0021]在25°C條件下，A組份和B組份以100:35配比配制，混合均勻后，測定粘度為670cps (25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc0 ? 88MPa1/2，斷裂能Glc285J/m2，其他性能均達標。[〇〇22] 實施例3
[0023]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中A組份的制備:雙酚A環氧樹脂80份，叔碳酸縮水甘油酯13份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物7份，攪拌均勻40分鐘。
[0024]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入70份的二胺甲基環戊烷、22份聚醚胺、6份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800 轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚2份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。
[0025]在25°C條件下，A組份和B組份以100:35配比配制，混合均勻后，測定粘度為580cps(25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc1.121^1/2，斷裂能61。3821/1112，其他性能均達標。
[0026]實施例4
[0027]按重量稱取雙酚A環氧樹脂95份，叔碳酸縮水甘油酯3份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物11份，攪拌均勻40分鐘。
[0028]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入80份的二胺甲基環戊烷、40份聚醚胺、5份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚8份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。
[0029]在25°C條件下，A組份和B組份以100:30配比配制，混合均勻后，測定粘度為610cps(25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc1.1OMPav2，斷裂能Glc362J/V，其他性能均達標。
[0030]實施例5
[0031]按重量稱取雙酚A環氧樹脂85份，叔碳酸縮水甘油酯15份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物8份，攪拌均勻40分鐘。
[0032]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入60份的二胺甲基環戊烷、30份聚醚胺、5份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚8份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。
[0033]在25°C條件下，A組份和B組份以100:45配比配制，混合均勻后，測定粘度為590cps(25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc0.96MPa1/2，斷裂能Glc321 J/V，其他性能均達標。
[0034]對比例
[0035]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中A組份的制備:雙酚A環氧樹脂90份，叔碳酸縮水甘油酯10份，攪拌均勻40分鐘。
[0036]用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體中B組份的制備:在反應釜中加入60份的二胺甲基環戊烷、30份聚醚胺、7份氨乙基哌嗪，攪拌均勻30分鐘，在700?800轉/分鐘的攪拌條件下，加入對乙基苯酚3份，攪拌分散60分鐘，得到最終產物。
[0037]在25°C條件下，A組份和B組份以100:35配比配制，混合均勻后，測定粘度為660cps(25°C);經樹脂傳遞模塑成型，混合物完全固化，制品表面光滑，內部無氣泡等缺陷，斷裂韌性Klc0.48MPa1/2，斷裂能Glc85 J/m2，其他性能均達標。
[0038]由實施例和對比例可看出，本發明的環氧樹脂在獲得較低粘度的同時也具有較高的韌性。
[0039]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體，其特征在于，包括A組分和B組分，所述A組分包括雙酚A環氧樹脂，叔碳酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物，所述雙酸A環氧樹脂，叔碳酸縮水甘油醚和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-丙烯酸丁酯共聚物的重量比為80?95:3?18:2?12;所述B組分為固化劑組分，所述A組分與B組分的重量比為100:30?45。2.根據權利要求1所述的一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體，其特征在于，所述B組分包括二胺甲基環戊烷、聚醚胺、氨乙基哌嗪和對乙基苯酚，所述二胺甲基環戊烷、聚醚胺、氨乙基哌嗪和對乙基苯酚重量比為55?80:20?45:5?10:2?8。3.—種制備權利要求2所述用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體的方法，其特征在于，包括步驟: (1)配制A組分:按重量比稱取A組分中各組分，然后將A組分中所有組分混合、攪拌均勻，攪拌時間為Tl; (2)配制B組分:按重量比稱取B組分中各組分，再將B組分中除對乙基苯酚以外的各組分混合攪拌，攪拌時間為T2，攪拌速度為V，然后將對乙基苯酚加入，繼續攪拌，攪拌時間為T3； (3)將A組分和B組分按重量比混合均勻。4.根據權利要求3所述的一種制備用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度韌性環氧樹脂基體的方法，其特征在于，Tl 為 40min，T2 為 30min，T3 為 60min，V 為 700_800r/min。
【文檔編號】C08L33/12GK106009528SQ201610355464
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】敬祖欣, 張繼忠, 吳之中
【申請人】蘇州之諾新材料科技有限公司