一種熱進熱出快速成型預浸料及復合材料制備方法技術

本發明專利技術公開了一種熱進熱出快速成型預浸料及復合材料制備方法，熱進熱出快速成型預浸料，按重量份計，包括以下組分：呈液體狀的雙官能團環氧樹脂

【技術實現步驟摘要】
一種熱進熱出快速成型預浸料及復合材料制備方法


[0001]本專利技術涉及復合材料
，具體涉及一種熱進熱出快速成型預浸料及復合材料制備方法
。

技術介紹

[0002]纖維增強樹脂基復合材料由于具有高比強度
、
高比模量
、
耐疲勞
、
耐腐蝕
、
可整體成型及可設計性強等優點，在航空航天
、
汽車制造
、
體育休閑等領域都得到了廣泛的推廣應用
。
預浸料作為復合材料的重要中間材料，其實用性最廣
、
應用經驗最成熟，需求逐年在快速上漲
。
目前，預浸料在汽車和民用航空領域面臨的最大問題是成本高及生產效率低的問題
。
傳統預浸料用樹脂體系一般為環氧樹脂基體，由于環氧樹脂基體反應活性低，固化時間較長，不僅降低生產效率，也增加了生產經濟成本
。
在保證復合材料成型質量的同時，盡量縮短固化時間，是實現復合材料高效低成本的必要條件
。
[0003]為滿足高效低成本的使用要求，各大預浸料生產廠商均推出了快速固化預浸料，此類預浸料可在
140
～
150℃
溫度下3～
10min
完成固化，但多數快速固化預浸料固化后玻璃化轉變溫度較低，耐熱性差，用其制備的復合材料制件固化后不能在成型溫度下直接熱脫模，通常需要冷卻至
100℃
以下才能脫模，如不經冷卻降溫直接脫模則會導致制件變形，不能高溫脫模制約著這類預浸料的大規模推廣應用
。
此外，現有的快速固化預浸料用環氧樹脂體系一般采用高活性固化體系，該類體系反應較為劇烈，放熱量較高，容易造成爆聚，影響材料性能；同時，這類預浸料樹脂的流動性較好，成型過程中壓力控制不好容易造成樹脂的大量流失，從而影響產品外觀質量及性能
。

技術實現思路

[0004]為了解決現有技術中預浸料不能高溫脫模的問題，本專利技術的目的之一是提供一種熱進熱出快速成型預浸料
。
[0005]本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
[0006]一種熱進熱出快速成型預浸料，按重量份計，包括以下組分：呈液體狀的雙官能團環氧樹脂
50
～
80
份
、
呈液體狀的多官能團環氧樹脂
20
～
50
份
、
復合固化劑8～
15
份
、
促進劑1～5份
、
消泡劑
0.2
～1份和防沉降劑1～3份；
[0007]其中，復合固化劑包括第一固化劑和第二固化劑，第一固化劑為氨基封端聚醚類化合物，第二固化劑為雙氰胺或其衍生物；
[0008]促進劑為含羥基的咪唑類化合物
。
[0009]本專利技術的有益效果為：本專利技術以液體雙官能團環氧樹脂和液體多官能團環氧樹脂作為基材，如此提供多個環氧基交聯點，固化過程中利于形成高交聯密度的三維網狀結構，使樹脂固化物具有高的耐熱性和機械性能；此外，含羥基的咪唑類化合物分子中有苯環，在促進雙氰胺或其衍生物與環氧樹脂反應后，易于提高固化物的耐熱性，最終實現固化后在高溫下直接熱脫模
。
[0010]另外，復合固化劑中的氨基封端聚醚類化合物在室溫下能與環氧樹脂在室溫下發生預反應，以提高樹脂的粘度，從而讓樹脂滿足預浸料用環氧樹脂的工藝操作性要求；并且由于環氧樹脂與氨基封端聚醚類化合物在室溫下反應，消耗了部分環氧基，可降低樹脂體系在后續高溫固化中的反應劇烈程度，從而減低放熱量，避免發生爆聚
。
[0011]在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進：
[0012]進一步，呈液體狀的雙官能團環氧樹脂為雙酚
A
型環氧樹脂或
/
和雙酚
F
型環氧樹脂；優選地，雙酚
A
型環氧樹脂選自
DER 661、EPON828
和
NPEL
?
128
中的任意一種；雙酚
F
型環氧樹脂選自
DER 354、EPON862、NEPF
?
170
和
NPEF
?
185
中的任意一種；
[0013]呈液體狀的多官能團環氧樹脂為至少含3個環氧基的環氧樹脂；優選地，呈液體狀的多官能團環氧樹脂選自苯酚酚醛清漆型環氧樹脂
、
甲酚酚醛清漆型環氧樹脂
、
三酚基甲烷型環氧樹脂
、
四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷類
、
氨基苯酚的縮水甘油基化合物和氨基甲酚的縮水甘油基化合物中的任意一種；進一步優選地，呈液體狀的多官能團環氧樹脂選自四縮水甘油基二氨基二苯基甲烷類和
/
或氨基苯酚的縮水甘油基化合物，例如
AG
?
80、AFG
?
90。
[0014]進一步，第一固化劑和第二固化劑的質量比為1～
3。
[0015]采用上述進一步技術方案的有益效果為：該質量比范圍內的第一固化劑
、
第二固化劑即減少預浸料模壓過程樹脂的流出量，而又不影響預浸料工藝操作性；優選地，第一固化劑與第二固化劑的質量比為
1.5
～
2.5。
[0016]進一步，氨基封端聚醚類化合物為二元胺化合物
。
[0017]采用上述進一步技術方案的有益效果為：本專利技術中的雙官能團的環氧樹脂和多官能團的環氧樹脂均呈液體狀，直接使用時不能滿足預浸料用環氧樹脂的工藝操作性要求
。
而二元胺的氨基封端聚醚類化合物在室溫下能與環氧樹脂發生加成反應，從而提高樹脂的黏度，并且選用本專利技術中的固化劑其在
22
～
25℃
下恒溫放置
48h
～
120h
后，恒溫放置后的物質在
70℃
下的粘度為
100000cps
～
250000cps
，從而滿足預浸料用環氧樹脂的工藝操作性要求；優選地，氨基封端聚醚類化合物選自
D205、D230、D400、ED
?
600
和
XTJ
?
568
中至少一種
。
[0018]進一步，促進劑為2?
苯基
?
4,5
?
二羥基甲基咪唑
、2
?
苯基
?4?
甲基
?5?
羥基甲基咪唑和2?
苯基
?4芐基
?5?
羥甲基咪唑中的至少一種
。
[0019]采用上述進一步技術方案的有益效果為：本專利技術中的促進劑中均含有本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，按重量份計，包括以下組分：呈液體狀的雙官能團環氧樹脂
50
～
80
份
、
呈液體狀的多官能團環氧樹脂
20
～
50
份
、
復合固化劑8～
15
份
、
促進劑1～5份
、
消泡劑
0.2
～1份和防沉降劑1～3份；其中，所述復合固化劑包括第一固化劑和第二固化劑，所述第一固化劑為氨基封端聚醚類化合物，所述第二固化劑為雙氰胺或其衍生物；所述促進劑為含羥基的咪唑類化合物
。2.
根據權利要求1所述的熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，所述呈液體狀的雙官能團環氧樹脂為雙酚
A
型環氧樹脂或
/
和雙酚
F
型環氧樹脂；所述呈液體狀的多官能團環氧樹脂為至少含3個環氧基的環氧樹脂
。3.
根據權利要求2所述的熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，所述第一固化劑和第二固化劑的質量比為1～
3。4.
根據權利要求3所述的熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，所述氨基封端聚醚類化合物為二元胺化合物
。5.
根據權利要求1所述的熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，所述促進劑為2?
苯基
?
4,5
?
二羥基甲基咪唑
、2
?
苯基
?4?
甲基
?5?
羥基甲基咪唑和2?
苯基
?4芐基
?5?
羥甲基咪唑中的至少一種
。6.
根據權利要求1所述的熱進熱出快速成型預浸料，其特征在于，所述消泡劑為
BYK
?
9920
；所述防沉降...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余麗嬌，張華川，賈沛陽，李曉陽，王培勇，
申請(專利權)人：成都魯晨新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：