環氧樹脂組合物及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種環氧樹脂組合物及其制備方法，所述環氧樹脂組合物包含90～110份質量份數的4,4’?二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺、10～30份質量份數的五元二氮雜環環氧樹脂、140～160份質量份數的甲基四氫苯和1～3份質量份數的2,4,6?三?(二甲胺基甲基)苯酚，該環氧樹脂組合物具有優良的耐高溫性能、且室溫粘度低、適合于液體模塑成型工藝制備高性能復合材料、組分簡單、容易合成或購買、制備成本低等優點。所述環氧樹脂組合物制備方法可用于制備上述環氧樹脂組合物，具有操作簡單、易于控制且制備周期短、成本低等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及有機合成高分子材料
，尤其涉及一種環氧樹脂組合物及其制備方法。
技術介紹
先進復合材料具有質量輕強度高的特點，廣泛應用于航空航天、武器裝備、能源等領域。環氧樹脂是先進復合材料常用的一種高性能基體材料，先進復合材料的發展對環氧樹脂基體提出了耐高溫且成型成本低的新要求。液體模塑成型工藝(LiquidCompositeMolding,LCM)是一種先進的復合材料低成本制備技術，其原理是將液態聚合物注入鋪有纖維預成型體的閉合模腔中，或者加熱熔化預先放入模腔內的樹脂膜，液態聚合物在流動充模的同時完成對纖維的浸潤，并經固化成型為制品的一類制備技術。該工藝能否成功實施，關鍵是要求具有低粘度的樹脂體系作為基體材料。但是目前現有技術中的環氧樹脂難以同時滿足耐高溫和低粘度兩個性能要求，因此，難以實現耐高溫環氧復合材料的低成本化制備。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種同時具備耐高溫和低粘度兩種性能的環氧樹脂組合物及其制備方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案：一種環氧樹脂組合物，包含以下質量份數的組分：作為上述技術方案的進一步改進：所述環氧樹脂組合物還包括0.5～1質量份數的N-(2-胺基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷。所述環氧樹脂組合物的玻璃化轉變溫度T大于200℃，且室溫粘度η小于1000mPa·s。200℃≤T≤300℃，600mPa·s≤η≤1000mPa·s。一種環氧樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟：S1、將90～110質量份數的4，4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺和10～30質量份數的五元二氮雜環環氧樹脂加入反應器中混合，升溫至40℃～50℃，均勻攪拌，然后自然冷卻至室溫，得到兩種環氧樹脂的混合物；S2、將1～3質量份數的2，4，6-三-(二甲胺基甲基)苯酚加入兩種環氧樹脂的混合物中，室溫下均勻攪拌，靜置后得到樹脂混合物；S3、將S2中得到的樹脂混合物與140～160質量份數的甲基四氫苯酐混合，并攪拌均勻，得到環氧樹脂組合物。作為上述技術方案的進一步改進：在所述步驟S2中，將0.5～1質量份數的N-(2-胺基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷與1～3質量份數的2，4，6-三-(二甲胺基甲基)苯酚同時加入兩種環氧樹脂的混合物中。在所述步驟S1中，所述攪拌速度為1000rpm～1500rpm，攪拌時間為1h～2h。在所述步驟S2中，所述攪拌速度為1000rpm～1500rpm，攪拌時間為1h～2h，靜置時間為18h～30h。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：(1)本專利技術的環氧樹脂組合物，具有優良的耐高溫性能(玻璃化轉變溫度大于200℃)，且室溫粘度低(小于1000mPa·s)，適合于液體模塑成型工藝制備高性能復合材料，組分簡單，容易合成或購買，制備成本低。(2)本專利技術的環氧樹脂組合物制備方法，可制備本專利技術的環氧樹脂組合物，操作簡單、易于控制，且制備周期短、成本低。具體實施方式以下結合具體實施例對本專利技術作進一步描述，但并不因此而限制本專利技術的保護范圍；以下實施例中所采用的材料和儀器均為市售。實施例1：一種環氧樹脂組合物，其組分(質量份數)為100份4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺(環氧1)，20份五元二氮雜環環氧樹脂(環氧2)，150份甲基四氫苯酐(酸酐1)，1.5份2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚(促進劑1)。其中，4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺的分子式為：五元二氮雜環環氧樹脂的分子結構式為：甲基四氫苯酐的分子結構式為：2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚的分子結構式為：上述環氧樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟：S1、將100質量份數的4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺和20質量份數的五元二氮雜環環氧樹脂加入反應器中混合，升溫至45℃，以1200rpm攪速攪拌1.5h，然后自然冷卻至室溫，得到兩種環氧樹脂的混合物；S2、將1.5質量份數的2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚加入兩種環氧樹脂的混合物中，室溫下以1200rpm攪速攪拌1.5小時，靜置24小時，得到樹脂混合物；S3、將S2中得到的樹脂混合物與150質量份數的甲基四氫苯酐混合，并攪拌均勻，得到環氧樹脂組合物。本實施例中，所得到的環氧樹脂組合物玻璃化轉變溫度為215℃，室溫初始粘度為920mPa·s，45℃時的低粘度平臺時間可達199min，上述參數明顯優于現有技術中的環氧樹脂組合物。實施例2：一種環氧樹脂組合物，其組分(質量份數)為110份4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺(環氧1)，10份五元二氮雜環環氧樹脂(環氧2)，140份甲基四氫苯酐(酸酐1)，2份2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚(促進劑1)。上述環氧樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟：S1、將110質量份數的4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺和10質量份數的五元二氮雜環環氧樹脂加入反應器中混合，升溫至48℃，以1250rpm攪速攪拌2h，然后自然冷卻至室溫，得到兩種環氧樹脂的混合物；S2、將2質量份數的2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚加入兩種環氧樹脂的混合物中，室溫下以1250rpm攪速攪拌2小時，靜置28小時，得到樹脂混合物；S3、將S2中得到的樹脂混合物與140質量份數的甲基四氫苯酐混合，并攪拌均勻，得到環氧樹脂組合物。本實施例中，所得到的環氧樹脂組合物玻璃化轉變溫度為230℃，室溫初始粘度為1000mPa·s，45℃時的低粘度平臺時間可達180min，上述參數明顯優于現有技術中的環氧樹脂組合物。實施例3：一種環氧樹脂組合物，其組分(質量份數)為90份4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺(環氧1)，30份五元二氮雜環環氧樹脂(環氧2)，160份甲基四氫苯酐(酸酐1)，2份2,4,6-三-(二甲胺基甲基)苯酚(促進劑1)。一種本實施例的低粘度耐高溫環氧樹脂體系的制備方法，步驟與實施例1相同。本實施例中，所得到的環氧樹脂組合物玻璃化轉變溫度為200℃，室溫初始粘度為800mPa·s，45℃時的低粘度平臺時間可達186min，上述參數明顯優于現有技術中的環氧樹脂組合物。實施例4：一種環氧樹脂組合物，其組分與實施例1基本相同，區別僅在于：組分中增加了0.5份N-(2-胺基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷(偶聯劑1)。上述環氧樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟：S1、將100質量份數的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種環氧樹脂組合物，其特征在于，包含以下質量份數的組分：

【技術特征摘要】
1.一種環氧樹脂組合物，其特征在于，包含以下質量份數的組分：
2.根據權利要求1所述的環氧樹脂組合物，其特征在于，所述環氧樹脂組合物還包括
0.5～1質量份數的N-(2-胺基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷。
3.根據權利要求1或2所述的環氧樹脂組合物，其特征在于，所述環氧樹脂組合物的玻
璃化轉變溫度T大于200℃，且室溫粘度η小于1000mPa·s。
4.根據權利要求3所述的環氧樹脂組合物，其特征在于，200℃≤T≤300℃，600mPa·s
≤η≤1000mPa·s。
5.一種環氧樹脂組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、將90～110質量份數的4,4’-二胺基二苯基甲撐基縮水甘油胺和10～30質量份數的
五元二氮雜環環氧樹脂加入反應器中混合，升溫至40℃～50℃，均勻攪拌，然后自然冷卻至
室溫，得到兩種環氧樹脂的混合物；
S2、將1～3質量份數的2,4,...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊金水，肖加余，吳晴晴，劉鈞，邢素麗，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科學技術大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43