低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜及其制備方法，其環(huán)氧樹脂膜組分為：環(huán)氧當量為450g/mol～500g/mol、軟化點為60℃～70℃的結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂30～50wt％，環(huán)氧當量為180g/mol～210g/mol、室溫粘度在2Pa·s～10Pa·s的液態(tài)環(huán)氧樹脂20～40wt％，酸酐類助劑25～32wt％，季銨鹽助劑1～2wt％。其制備方法為將結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂和液態(tài)環(huán)氧樹脂在80℃～90℃加熱后，混配，攪拌均勻，然后在60℃～70℃下加入酸酐助劑和季銨鹽助劑，再次攪拌均勻得混合環(huán)氧樹脂溶液，再采用刮膜法得到低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜。
【專利說明】低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種樹脂膜及其制備工藝，特別涉及一種熱熔預浸料用低溫長效環(huán)氧樹脂膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，70%以上的先進復合材料產(chǎn)品是用預浸料鋪迭固化而成。預浸料是制備復合材料的中間基材，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到復合材料構(gòu)建的質(zhì)量。現(xiàn)有技術(shù)中，預浸料的生產(chǎn)工藝主要有溶液浸潰法和熱熔膜浸法，其中，熱熔膜浸潰法已成為制備預浸料的重要工藝之一。該工藝可免去因溶劑浸潰帶來的諸多不便，生產(chǎn)效率高，并可以精確控制樹脂基體的含量，保證樹脂含量的均勻性，且預浸料的外觀質(zhì)量較好。在現(xiàn)有熱熔膜浸潰法工藝過程中，主要有高溫固化與中溫固化兩種預浸料成型復合材料技術(shù)手段。在高溫固化和中溫固化預浸料成型復合材料過程中，由于溫度偏高的影響,往往復合材料內(nèi)會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，從而影響尺寸精度。同時成型復合材料工藝復雜，能耗較高。另外，制備芯模、模具等輔助材料選材范圍窄，最終導致復合材料的成型成本比較昂貴。目前，高溫模具的制造成本占復合材料制造成本的60%以上。
[0003]對于大尺寸復合材料構(gòu)件，為了降低制備成本，控制構(gòu)件尺寸的精確度，應(yīng)采用木質(zhì)材料或者聚合物基復合材料作為模具在烘箱或真空袋中固化，這就要求樹脂膜的固化溫度不宜過高，且在室溫下有較長的貯存期。
發(fā) 明內(nèi)容
[0004]本發(fā)明提供了一種低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜及其制備方法，研究了一種室溫成膜性好、均勻性好，室溫下貯存期長達交聯(lián)固化溫度低的熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜。所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，使得熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜生產(chǎn)工藝簡單實用、成本低廉、產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0005]以下是本發(fā)明的主要技術(shù)方案
[0006]一種低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜，包含以下質(zhì)量分數(shù)的基本組分:
[0007]液態(tài)環(huán)氧樹脂:20~40% ;結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂:30~50% ;
[0008]酸酐固化劑:25~32% ;季銨鹽促進劑:1%~3%;
[0009]上述環(huán)氧樹脂體系所述液態(tài)環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂當量為180g/mol~210g/mol，室溫粘度在2Pa.s~IOPa.S，包括型號為E-54或E-51的環(huán)氧樹脂。
[0010]上述環(huán)氧樹脂體系所述結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂環(huán)氧當量為450g/mol~500g/mol，軟化點為60V~70°C，包括型號為CYD-OO1、CYD-012或E31的結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂。
[0011]上述環(huán)氧樹脂體系所述酸酐固化劑包括甲基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基丁二酸酐或甲基納迪克酸酐。
[0012]上述環(huán)氧樹脂體系所述季銨鹽促進劑包括芐基三乙基氯化銨、二乙基乙醇基氯化
銨和芐基三丁基氯化銨。[0013]一種低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜的制備方法，其過程包括:
[0014]I)將液態(tài)環(huán)氧樹脂加熱，同時加入結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂，在70°C~85°C下攪拌均勻后，再在65°C~75°C下加入酸酐固化劑和季銨鹽促進劑，再次攪拌均勻得混合環(huán)氧樹脂溶液。直到混合環(huán)氧樹脂溶液溫度降至20°C~40°C。
[0015]2)將過程I)所得到的環(huán)氧樹脂混合物移入鋪墊好的脫模紙的模具上，用刮膜法制備厚度均勻、表面光滑、可隨意彎曲環(huán)氧樹脂膜。
[0016]3)過程I)所述環(huán)氧樹脂體系的制膜采用熱熔預浸機，通過控制刮刀間隙和走紙的速率，制備不同厚度的環(huán)氧樹脂膜。
[0017]上述過程I)所述低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜的制備方法，環(huán)氧樹脂的加熱溫度為80°C~90°C ；
[0018]發(fā)明人在綜合分析各種樹脂膜的優(yōu)缺點，并結(jié)合大尺寸復合材料構(gòu)建整體成型需要的基礎(chǔ)上，確定的一種環(huán)氧樹脂體系，再通過加入酸酐固化劑和季銨鹽促進劑，使樹脂體系在室溫下成膜，但室溫固化速度緩慢，樹脂膜室溫下放置8天后，固化度不超過50%。70°C~80°C溫度下，所述環(huán)氧樹脂膜溶化成液態(tài)，且能維持一段時間的低粘度以利于樹脂能夠充分的浸潤纖維。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:經(jīng)過發(fā)明人長時期、精心篩選，確定了以結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂和液態(tài)環(huán)氧樹脂為主混配，同時添加酸酐固化劑和季銨鹽促進劑的預催化環(huán)氧樹脂膜體系。由該體系制備的環(huán)氧樹脂膜既克服了現(xiàn)有環(huán)氧樹脂膜固化溫度高，不適用于大型、形狀復雜和尺寸精度要求高的復合材料構(gòu)件的缺點，又避免了低溫固化樹脂體系室溫貯存期較短的缺點。此外，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂膜是采用市售原料混配而成，制備工藝簡單實用，室溫成膜性好，產(chǎn)品的熔融、室溫貯存期長、固化溫度低，對纖維增強體的浸潤性好。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂膜最突出的特點是其整個制備工藝的原料來源廣泛，與現(xiàn)有的低溫熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜相比，成本要低得多，特別適合于大尺寸和尺寸精度要求較高的復合材料構(gòu)件領(lǐng)域。以下是本 發(fā)明的【具體實施方式】:
【具體實施方式】
[0020]【實施例1】:
[0021]一種本發(fā)明的低溫熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜，包含以下質(zhì)量分數(shù)的基體組分:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜，包含以下質(zhì)量分數(shù)的基本組分:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述液態(tài)環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂當量為180g/mol~210g/mol,室溫粘度為2Pa.s~IOPa.s,型號為E-54或E-51的環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂環(huán)氧當量為450g/mol~500g/mol，軟化點為60°C~70°C，型號為CYD-001、CYD-012或E31的結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述酸酐固化劑包括甲基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基丁二酸酐或甲基納迪克酸酐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述季銨鹽促進劑包括芐基三乙基氯化銨、二乙基乙醇基氯化銨和芐基三丁基氯化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜，其特征在于其制備過程為:將液態(tài)環(huán)氧樹脂加熱，同時加入結(jié)晶態(tài)環(huán)氧樹脂，在70°C~85°C下攪拌均勻后，然后在60°C~70°C下加入酸 酐固化劑和季銨鹽促進劑，得環(huán)氧樹脂溶液。將制備的環(huán)氧樹脂溶液溫度降至20°C~40°C，再傾倒在脫模紙上，采用刮膜法得到制備厚度均勻、表面光滑、可隨意彎曲的低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜的制備過程，其特征在于所述液態(tài)環(huán)氧樹脂加熱后的溫度控制在80°C~90°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低溫長效熱熔預浸料用環(huán)氧樹脂膜的制備過程，其特征在于采用熱熔預浸機，通過控制刮刀間隙和走紙的速率，制備不同厚度的環(huán)氧樹脂膜。
【文檔編號】C08G59/42GK103772912SQ201210397593
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月18日
【發(fā)明者】吳唯, 沈海娟, 吳祥, 陳玉, 王永梅, 梅詩宇, 劉明昌, 石品品, 劉勇 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化上海石油化工股份有限公司