本發(fā)明涉及手糊成型用環(huán)氧樹脂及其制備方法,特別是涉及一種風(fēng)電葉片用手糊成型環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。
背景技術(shù):
目前國(guó)內(nèi)制造的環(huán)氧樹脂組合物的操作時(shí)間短,力學(xué)性能較低,尤其是沖擊韌性和斷裂伸長(zhǎng)率較低等因素,還不能滿足制造和補(bǔ)強(qiáng)大型風(fēng)電葉片的要求,所以科研人員通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹脂的改性以期獲得性能更好的產(chǎn)品。
中國(guó)專利CN101186744A公開了一種由環(huán)氧樹脂,反應(yīng)稀釋劑和硬化劑(胺和咪唑類化合物)組成的環(huán)氧樹脂體系,其樹脂/固化劑需要的凝膠時(shí)間較長(zhǎng)(>200min),不適合手糊工藝。
中國(guó)專利201310483288.8申請(qǐng)公開了一種中低溫快速固化增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂材料的制備方法,其樹脂/固化劑體系和中國(guó)發(fā)明專利CN101186744A大體組分一致,但其環(huán)氧樹脂體系在50-70℃的凝膠時(shí)間只需15-55min。這可能是由于在固化劑組分中添加了酸酐,但由于酸酐易水解而使得耐濕性能變差,并且存在不容易進(jìn)行化學(xué)改性等缺點(diǎn)。
中國(guó)專利201010602588.X所述的促進(jìn)劑酚類化合物的毒性非常大,其與細(xì)胞原漿中蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而會(huì)侵入神經(jīng)中樞,刺激脊髓,最終導(dǎo)致全身中毒。
因此,對(duì)于尋找(1)一種無(wú)毒或者低毒性的組合物,(2)一種可以替代丁腈橡膠且制得的樣品具有固化物強(qiáng)度高,(3)合適的施工時(shí)間(可操作時(shí)間)、凝膠時(shí)間和固化時(shí)間,(4)力學(xué)性能較好的手糊成型用環(huán)氧樹脂組合物具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前(1)環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物沖擊韌性和斷裂伸長(zhǎng)率較低;(2)大多數(shù)手糊成型用環(huán)氧樹脂組合物的凝膠時(shí)間較快,無(wú)法滿足大型復(fù)合材料制作;(3)真空灌注成型用環(huán)氧樹脂組合物的凝膠時(shí)間偏慢,而且該成型工藝需要的耗材和設(shè)備成本較貴以及產(chǎn)品成型時(shí)都必須經(jīng)過(guò)中、低溫后固化。此外,一些專利組合物組分中還加入不利于人體健康、不環(huán)保的原材料等問(wèn)題。為此,我們擬提供一種原材料價(jià)廉易得,產(chǎn)品制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單,清潔生產(chǎn),環(huán)保、無(wú)“三廢”產(chǎn)生,還可在25±3℃(室溫)環(huán)境溫度下24-30天左右實(shí)現(xiàn)后固化,并且最終的固化產(chǎn)物具有高韌性的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物,其特征在于:該環(huán)氧樹脂組合物包括A組分和B組分,按重量份計(jì),A組分和B組分的配比為100:33~100:37,其中,A組分為:雙酚A型環(huán)氧樹脂80-95重量份,端環(huán)氧封端聚醚5-20重量份;B組分為:脂環(huán)族胺10-24重量份,芳香族胺30-47重量份,酚醛樹脂11-30份,苯甲醇8-20份,氨基硅烷偶聯(lián)劑0.1-1份。
所述端環(huán)氧封端聚醚的環(huán)氧值為0.1、0.125和0.15三種兩端為活性環(huán)氧基團(tuán)的封端聚醚,結(jié)構(gòu)式如下所示,
其中,n=1-10,m=1-9;
所述脂環(huán)族胺類化合物為4'4-二氨基二環(huán)己基甲烷和異佛爾酮二胺的一種或兩種,所述芳香族胺類化合物為間苯二甲胺、間苯二胺中的一種或兩種。
所述酚醛樹脂為高軟化點(diǎn)的粉末狀或固體顆粒狀酚醛樹脂,其軟化點(diǎn)為85-101℃;所述氨基硅烷偶聯(lián)劑為苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷的一種或兩種以上。
采用上述技術(shù)方案得到的手糊成型用環(huán)氧樹脂的可操作時(shí)間為90-98min,凝膠時(shí)間為100-113min,固化時(shí)間為115-124min。而且該樹脂可在25±3℃環(huán)境下24-30天左右后固化或在40-70℃下固化2-4h;其制品或結(jié)構(gòu)部件可直接用于制作和補(bǔ)強(qiáng)大型復(fù)合材料部件,如風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、大型復(fù)合材料游艇、運(yùn)動(dòng)器材滑板、滑雪板、運(yùn)動(dòng)自行車架以及各類模具和粘合劑領(lǐng)域。
作為對(duì)本發(fā)明的限定,本發(fā)明所述的風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂的制備方法如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A環(huán)氧樹脂80-95份、端環(huán)氧封端聚醚5-20份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至50-80℃,以50-100r/min的攪拌速度攪拌1.5-2h,抽真空30-60min后停止攪拌,并維持抽真空5-30min后冷卻,然后將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將芳香族胺15-30重量份,脂環(huán)族胺10-24重量份,投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至70-110℃,分2-5批投入酚醛樹脂11-30重量份,以50-100r/min的攪拌速度攪拌3-7h,待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,再加入剩余的芳香族胺,苯甲醇8-20重量份,氨基硅烷偶聯(lián)劑0.1-1重量份,抽真空30-60min后停止攪拌,維持抽真空5-30min后,將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
(3)在室溫下,將A、B兩組分按質(zhì)量比100:33~100:37手動(dòng)或者機(jī)械攪拌混合均勻。2-4h后即可得到表面已完成固化的預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化),該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃的環(huán)境溫度下24-30天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至40-70℃,恒溫2-4h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
本發(fā)明在環(huán)氧樹脂體系組分A中引入油溶性的端環(huán)氧封端聚醚替代價(jià)格昂貴的反應(yīng)型液體丁腈橡膠(端環(huán)氧丁腈橡膠、端羧基丁腈橡膠和端羥基丁腈橡膠等),用于增韌環(huán)氧樹脂組合物。在環(huán)氧樹脂組合物中成功地加入封端環(huán)氧封端聚醚,由于鏈接有多個(gè)聚醚,分子鏈可以自由旋轉(zhuǎn),而且適量的醚鍵可以大大提高制品的沖擊性能。
本發(fā)明組分B中用酚醛樹脂和胺反應(yīng)得到的改性化合物,該改性體系與苯甲醇有非常高的相容性,獲得的活潑氫原子和后加入的伯胺共同加速了反應(yīng)的凝膠和固化時(shí)間,使該環(huán)氧樹脂具有適宜的可操作時(shí)間、凝膠時(shí)間和固化時(shí)間,能滿足用于制作和補(bǔ)強(qiáng)大型復(fù)合材料部件(如風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、大型復(fù)合材料游艇等)、運(yùn)動(dòng)器材(如滑板、滑雪板、運(yùn)動(dòng)自行車架等)以及各類模具和粘合劑等領(lǐng)域,且固化后的材料具有耐熱性高的優(yōu)點(diǎn)。
采用上述的技術(shù)方案后,本發(fā)明取得的有益效果是:
(1)端環(huán)氧封端聚醚為商品化的產(chǎn)品,價(jià)廉易得,且無(wú)需對(duì)其進(jìn)行改性即能直接用于環(huán)氧樹脂體系,因其兩端具有反應(yīng)型環(huán)氧基團(tuán),所以其與環(huán)氧樹脂具有很高的相容性。本發(fā)明專利的研究表明其能很好地增韌環(huán)氧樹脂組合物,制得手糊成型用環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物具有質(zhì)量穩(wěn)定和制品貯存穩(wěn)定性好,與脂環(huán)胺和芳香族胺等胺類固化劑配合使用,可以實(shí)現(xiàn)樹脂的常溫固化,經(jīng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,所得手糊成型用環(huán)氧樹脂制品具有良好的綜合力學(xué)性能,尤其是較好的沖擊韌性和斷裂伸長(zhǎng)率,適用于對(duì)固化度和沖擊性能有較高要求的風(fēng)電葉片制品。
(2)通常環(huán)氧樹脂體系中需要加入活性稀釋劑,如1,6-己二醇縮水甘油醚,本發(fā)明專利用彈性體端環(huán)氧封端聚醚作為增韌劑的同時(shí),該彈性體還作為稀釋劑用來(lái)降低環(huán)氧樹脂體系的粘度,從而實(shí)現(xiàn)了環(huán)氧樹脂組分中無(wú)溶劑的效果。所獲得的樹脂粘度也保持在2500-3100mPa·s,且不會(huì)影響樹脂手糊成型使用。
(3)組合物固化后具有高模量,具體表現(xiàn)在拉伸模量和彎曲模量分別高達(dá)3.50-3.75GPa和3.70-3.90GPa。
(4)通常25℃環(huán)境下,手糊成型環(huán)氧樹脂的凝膠時(shí)間在10-40min左右。但為了滿足大型風(fēng)電葉片部件產(chǎn)品制作或補(bǔ)強(qiáng),需要合適的實(shí)際施工要求,如更長(zhǎng)的可操作時(shí)間、凝膠時(shí)間和固化時(shí)間等。因此,我們將酚醛樹脂和胺反應(yīng)得到的改性化合物溶解在苯甲醇溶液中,由于活潑氫原子和另加入的伯胺能共同加速反應(yīng)的凝膠和固化時(shí)間,最終本發(fā)明成功控制手糊成型用環(huán)氧樹脂的可操作時(shí)間在90-98min,凝膠時(shí)間在100-113min,固化時(shí)間在115-124min。
附圖說(shuō)明
為了進(jìn)一步探討本發(fā)明樹脂固化產(chǎn)物增韌的機(jī)理,本發(fā)明用SEM分別觀察了實(shí)施例1和對(duì)比例1-3在室溫下的沖擊斷面形貌,下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為對(duì)比例1的斷面SEM圖;
圖2為放大倍數(shù)的對(duì)比例1的斷面SEM圖;
圖3為實(shí)施例1的斷面SEM圖;
圖4為放大倍數(shù)的實(shí)施例1的斷面SEM圖;
圖5為對(duì)比例2的斷面SEM圖;
圖6為對(duì)比例3的斷面SEM圖;
從圖中可以看出,按沖擊斷面的粗糙程度由高到低排序?yàn)椋簣D3>圖1>圖5>圖6。進(jìn)一步地分析,圖3比圖1粗糙很多,并出現(xiàn)了大量的、深深的溝壑和山脊,這有利于吸收沖擊能,從而避免應(yīng)力集中;其中圖6的沖擊斷面最為平滑,韌窩最淺,因此不能抵抗開裂,沖擊韌性最低,圖5和圖6為典型的脆性斷裂,從對(duì)比例2和對(duì)比例3的固化產(chǎn)物的沖擊韌性只有43kJ/m2和30kJ/m2也可以得到佐證。雖然對(duì)比例1的沖擊韌性達(dá)到47kJ/m2,但是由圖1可知,對(duì)比例1的固化產(chǎn)物中均出現(xiàn)相分離結(jié)構(gòu),圖1不是很明顯,但經(jīng)過(guò)放大倍數(shù)后(見圖2),明顯有少量凝膠粒子存在,為兩相結(jié)構(gòu),體系出現(xiàn)不互溶的現(xiàn)象;但實(shí)施例1的固化產(chǎn)物中放大倍數(shù)后也未出現(xiàn)相分離結(jié)構(gòu)(見圖4),說(shuō)明我們組合物中含聚醚(ETPE)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂各組分與固化劑各組分有很好的混溶性,為均相結(jié)構(gòu)(趙立英,馬會(huì)茹,官建國(guó).聚醚鏈段長(zhǎng)度對(duì)氨基聚醚-環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的影響[J].高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào),2009,30(7):1454-1458),且明顯有少量凝膠粒子存在。圖3的固化產(chǎn)物由于分子結(jié)構(gòu)中引入了聚醚結(jié)構(gòu)和酚醛樹脂,使得樹脂體系柔韌性大大提高,因此在受到?jīng)_擊斷裂過(guò)程中,不僅產(chǎn)生了典型的、較深的溝壑和山脊結(jié)構(gòu),而且出現(xiàn)了大量的銀紋。值得一提的是,銀紋分散均勻。斷裂表面的面積明顯大于圖1的固化產(chǎn)物,為典型的韌性斷裂。這很可能是由于實(shí)施例1的分子結(jié)構(gòu)中本身含有類似螺旋結(jié)構(gòu)的聚醚鏈段由于醚氧鍵的鍵角很容易發(fā)生改變,加之與酚醛樹脂/苯甲醇體系提供的韌性達(dá)到共同增韌的技術(shù)效果,從而使得組合物富有優(yōu)異的彈性(Sultania M,Yadaw S B,Rai J S P,et al.Laminates Based on Vinyl Ester Resin and Glass Fabric A Study on the Thermal,Mechanical and Morphological Characteristics[J].Mat.Sci.Eng.A-Struct.,2010,527(18):4560-4570.)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明將就以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明,但應(yīng)了解的是,這些實(shí)施例僅為例示說(shuō)明之用,而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。
實(shí)施例1
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.15)20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二甲胺30重量份和異佛爾酮二胺10重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至100℃,分4批投入酚醛樹脂30重量份,以80r/min的攪拌速度攪拌7h,待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺13.9重量份,苯甲醇16重量份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1重量份,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:35(重量份計(jì)),在室溫下手動(dòng)攪拌混合均勻。2h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下24天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至70℃,恒溫2h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
實(shí)施例2
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.1)20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至50℃,以100r/min的攪拌速度攪拌1.5h,抽真空60min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空30min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二胺20重量份和異佛爾酮二胺24重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至110℃,分2批投入酚醛樹脂26重量份,以100r/min的攪拌速度攪拌3h,待酚醛樹脂完全溶解待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺10重量份,加入苯甲醇20重量份和γ-氨丙基三甲氧基硅烷1重量份,抽真空60min后停止攪拌,維持抽真空5min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:35(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。4h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下28天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至70℃,恒溫3h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
實(shí)施例3
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂90重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.125)10重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至80℃,以50r/min的攪拌速度攪拌1.8h,抽真空30min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空25min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將異佛爾酮二胺10重量份和間苯二甲胺28重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至105℃,分3批投入酚醛樹脂30重量份,以50r/min的攪拌速度攪拌6h,待酚醛樹脂完全溶解待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺19重量份,加入苯甲醇12重量份和苯氨基甲基三乙氧基硅烷1重量份,抽真空45min后停止攪拌,維持抽真空30min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:33(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。3h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下24-30天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至70℃,恒溫2h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
實(shí)施例4
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.15)20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二甲胺15重量份、異佛爾酮二胺10重量份和4'4-二氨基二環(huán)己基甲烷13.5重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至70℃,分5批投入酚醛樹脂11重量份,以100r/min的攪拌速度攪拌7h,待酚醛樹脂完全溶解待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺32重量份,苯甲醇18重量份和苯氨基甲基三甲氧基硅烷0.5重量份,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:37(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。2h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下24天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至60℃,恒溫3h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
實(shí)施例5
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂84重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.15)16重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二胺20重量份和異佛爾酮二胺24重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至100℃,分3批投入酚醛樹脂20重量份,以80r/min的攪拌速度攪拌7h,待酚醛樹脂完全溶解待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺27重量份,苯甲醇8重量份、苯氨基甲基三甲氧基硅烷0.5重量份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5重量份,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:37(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。3h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下28天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至40℃,恒溫4h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
實(shí)施例6
一種風(fēng)電葉片用高韌性手糊成型環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂95重量份,端環(huán)氧封端聚醚(環(huán)氧值0.1)5重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將異佛爾酮二胺20重量份和間苯二胺20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至100℃,分3批投入酚醛樹脂20重量份,以80r/min的攪拌速度攪拌7h,待酚醛樹脂完全溶解待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺27重量份,苯甲醇12重量份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1重量份,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:33(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。4h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下30天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至70℃,恒溫4h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
對(duì)比例1
一種風(fēng)電葉片用高韌性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,1,6-己二醇縮水甘油醚20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二甲胺30重量份和異佛爾酮二胺10重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至100℃,分3批投入酚醛樹脂30重量份,以80r/min的攪拌速度攪拌7h,待酚醛樹脂完全溶解后,降溫至50℃以下,加入間苯二甲胺13.9重量份,苯甲醇16重量份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1重量份抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:35(重量份計(jì)),在室溫下機(jī)械攪拌混合均勻。2h后即可得到預(yù)固化產(chǎn)物(表層已完成固化)。該預(yù)固化產(chǎn)物可在25±3℃環(huán)境下24天左右直接實(shí)現(xiàn)后固化或者升溫至70℃,恒溫2h內(nèi)實(shí)現(xiàn)后固化。
對(duì)比例2
一種風(fēng)電葉片用高韌性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,1,6-己二醇縮水甘油醚20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二甲胺63.9重量份和異佛爾酮二胺20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至50℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,加入苯甲醇16重量份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1重量份,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:33(重量份計(jì)),在室溫下攪拌5min,并混合均勻?;旌暇鶆虻臉渲筛鶕?jù)所用磨具在室溫下24h固化成型,然后在80℃下固化8h,即可得到后固化的成品。
對(duì)比例3
一種風(fēng)電葉片用高韌性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法,具有如下步驟:
(1)A組分的制備
將雙酚A型環(huán)氧樹脂80重量份,1,6-己二醇縮水甘油醚20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至60℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空50min后停止攪拌,繼續(xù)抽真空5min后冷卻,將樹脂裝入包裝桶一內(nèi);
(2)B組分的制備
將間苯二甲胺80重量份,異佛爾酮二胺20重量份投入反應(yīng)釜內(nèi),加溫至50℃,以80r/min的攪拌速度攪拌2h,抽真空30min后停止攪拌,維持抽真空10min后,最后將固化劑裝入包裝桶二內(nèi);
將A、B兩組分按100:33(重量份計(jì)),在室溫下攪拌5min,并混合均勻?;旌暇鶆虻臉渲筛鶕?jù)所用磨具在室溫下24h固化成型,然后在80℃下固化8h,即可得到后固化的成品。
將上述實(shí)施例1-6及對(duì)比例1-3得到的產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果如表1所示:
表1手糊成型用樹脂數(shù)據(jù)后固化的性能數(shù)據(jù)
備注:以上力學(xué)性能數(shù)據(jù)是在固化條件為溫度在25±2℃環(huán)境下,完成預(yù)固化2-4h后,恒溫24-30天或者升溫至40-70℃,恒溫2-4h。
由表1數(shù)據(jù)可以得到以下結(jié)論:
(1)由實(shí)施例1-6可知,當(dāng)固化劑體系中加入溶于胺和酚醛樹脂縮合后的化合物的苯甲醇后,其能高效地加快凝膠和固化時(shí)間,從而使得該組合物具有較為適宜的可操作時(shí)間。綜上,該手糊成型用環(huán)氧樹脂的可操作時(shí)間成功地控制在90-98min,凝膠時(shí)間在100-113min,固化時(shí)間在115-124min。
(2)比較實(shí)施例1和對(duì)比例1的各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)可知,當(dāng)不加入彈性體端環(huán)氧封端聚醚,樹脂的韌性會(huì)由原有的77kJ/m2下降至47kJ/m2,因此從中可以得出結(jié)論:彈性體端環(huán)氧封端聚醚加入本體系中能很好地提高樹脂的韌性。
(3)對(duì)比例2的體系中未加入酚醛樹脂,其凝膠時(shí)間和固化時(shí)間較長(zhǎng),這是因?yàn)槿鄙倭撕顫姎浣M分的化合物參與固化反應(yīng),因此體系的反應(yīng)速率大大降低。因此不適合用于手糊成型工藝。未加入酚醛樹脂體系的組合物,各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)均受到不同程度的影響,尤其是拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率、沖擊韌性和Tg等性能偏低。需要指出的是,與未加入該酚醛樹脂的組合物相比,本專利提出的組合物中加入軟化點(diǎn)高達(dá)85-101℃的酚醛樹脂后,組合物的Tg值和熱變形溫度有了較大的改善。
(4)由對(duì)比例3的性能數(shù)據(jù)可知:苯甲醇和酚醛樹脂均不參與反應(yīng)時(shí),體系的反應(yīng)速率將進(jìn)一步降低,環(huán)氧組合物固化后性能也最差。
綜上所述,說(shuō)明書附圖結(jié)合表1中手糊成型用環(huán)氧樹脂固化后的性能數(shù)據(jù),本發(fā)明所述的手糊成型用環(huán)氧樹脂組合物是一種應(yīng)用前景好、綜合力學(xué)性能優(yōu)異的高韌性環(huán)氧樹脂,可用于制作和補(bǔ)強(qiáng)大型復(fù)合材料部件(如風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片、大型復(fù)合材料游艇等)、運(yùn)動(dòng)器材(如滑板、滑雪板、運(yùn)動(dòng)自行車架等)以及各類模具和粘合劑等領(lǐng)域。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示,通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi),進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。