CN102746621A

CN102746621A - 一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系及其制备方法

Info

Publication number: CN102746621A
Application number: CN2012102473301A
Authority: CN
Inventors: 唐光斌; 张书会; 任六波; 刘文凤; 肖丽婧
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: CN102746621B

Abstract

本发明涉及一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系及其制备方法，该体系是由树脂组分A和固化剂组分B混合而成，其中树脂组分包括双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂、消泡剂；固化剂组分B由胺类固化剂和促进剂组成；环氧树脂体系按树脂：固化剂=100：25-35质量比混合。本发明产品具有制备简单、固化产物高强度、高模量、耐热性能优良、粘结性能好等特点，体系粘度低，易于施工，能够广泛应用于风电叶片、电信电缆检修井、复合材料管道以及其他大型环氧树脂复合材料制件的修补和增强。

Description

一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系及其制备方法

技术领域

本发明属于有机高分子化合物领域，具体涉及一种环氧树脂复合材料表面缺陷的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系及其制备方法。

背景技术

近年来，环氧树脂与玻璃纤维复合材料以其质量轻、耐腐蚀好、强度高、使用寿命长、施工方便、价廉等许多优点而深受人们的重视和推崇，广泛用于设备、复合材料制件的制备方面。

目前大型复合材料制件的制造主要是采用真空灌注的方法，由于其外形大、铺层比较复杂，在制造和使用过程中，总会出现各种缺陷和损伤，不仅影响安全生产，而且会造成经济损失。为了最大程度的降低损失，一方面需从源头上控制工艺流程，减少缺陷；另一方面要完善缺陷修复体系，最大程度恢复其性能。但灌注完成后制件不可避免得存在缺陷，需要使用环氧树脂体系进行修补和补强。快速修补补强环氧树脂体系除了需高强度、韧性好、耐热性好，还要求配套固化剂在室温下句有很好的反应活性，实现快速修补；具有很好的施工操作性，可在产品不同部位增补增强材料。

目前修补增强使用环氧树脂体系，多存在固化工艺复杂，条件苛刻，不能满足多地域环境、复杂制件修补的缺点，因此需开发一种可根据制件修补位置、施工需求进行调节的环氧树脂体系以实现对复合材料制件的快速修补是很必要的，这能够最大程度减少由于灌注缺陷造成的损失，延长复合材料制件的使用寿命。

发明内容

本发明的目的提供了一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系及其制备方法。

技术方案：

一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，由树脂组分A和固化剂组分B两部分混配而成，树脂组分A包括双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂和消泡剂，固化剂组分B包括胺类固化剂和促进剂，树脂组分A和固化剂组分B的质量比为100:25-35。

树脂组分A的质量含量为：双酚A型环氧树脂80-95份、环氧稀释剂4-18份、消泡剂1-2份；

树脂组分A中双酚A型环氧树脂为CYD-128、E-39D、E-44中的一种或是几种；

树脂组分A中环氧稀释剂可以使是丁二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚或己二醇二缩水甘油醚中的至少一种；

树脂组分A中的消泡剂为有机高分子消泡剂BYK-A525、BYK-A530、BYK-065中的一种或多种。

固化剂组分B中各成分的质量含量为聚醚胺60-80份，脂环胺和/或芳香胺20~40份，每100份胺类固化剂添加促进剂的量为5-25份。

固化剂组分B中胺类固化剂中的脂肪胺和／或芳香胺包括孟烷二胺、间苯二甲胺、间苯二胺、异佛尔酮二胺、苄基二甲胺的一种或几种。

固化剂组分B中的促进剂是叔胺、叔胺盐、咪唑、咪唑盐、酚类等促进剂中的一种或几种。

固化剂组分B中的酚类促进剂是壬基酚、三-（二甲氨基甲基）苯酚（DMP-30）、4-叔丁基苯酚、双酚A中的一种或是多种。

本发明修补、增强用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：

a. 树脂组分A的制备：将双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂和消泡剂加热至40-60℃，高速搅拌90-120min，混合均匀，冷却至室温得到快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的树脂组分A。混好的树脂组分需放入容器内，密封保存。

b. 固化剂组分B的制备：将胺类固化剂和促进剂加热至60-80℃，高速搅拌60-90min，混合均匀，冷却至室温，得到快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的固化剂组分B。混好的固化剂组分需放入容器内，密封保存。

c. 树脂组分A和固化剂组分B按照固定比例混合均匀，得到快速修补、增强用低粘环氧树脂体系。

本发明快速修补、增强用低粘环氧树脂体系具有以下特点：

1、使用方便。使用时将树脂组分A和固化剂组分B按比例混合均匀，采用手糊的方法施工即可。在25℃时，100g该快速修补、增强环氧树脂体系凝胶时间为10-45min，且凝胶后能够快速完成固化，起到修补、增强作用。

2、施工操作性好。室温条件下，组分AB按比例混合均匀，体系旋转粘度为350-750cp，易于施工。

3、强度高。组分A、B按比例混合并搅拌均匀，经过60-80℃固化后，所制备的样品其拉伸强度大于70MPa，弯曲强度大于100MPa。

4、模量高。组分A、B按比例混合并搅拌均匀，经过60-80℃固化后，所制备的样品其拉伸模量大于2700 MPa，弯曲模量大于2800 MPa。

5、耐热性能优异。组分A、B按比例混合并搅拌均匀，经过60-80℃固化后，所制备的样品其玻璃化转变温度大于80℃。

6、收缩率小。组分A、B按比例混合并搅拌均匀，经60-80℃固化后，收缩率不超过1%。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但并不是对本发明的进一步限定。

实施例1

组分A（即树脂部分）按照质量比例为：双酚A型环氧树脂CYD-128 88-90份；丁二醇二缩水甘油醚9-11份；BYK-A530 消泡剂1.0-1.2份。

该组分A的制备方法为：在容器中加入配方量的双酚A型环氧树脂、丁二醇二缩水甘油醚和消泡剂，将物料加热至40-50℃搅拌均匀，即得到快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的树脂组分A。

组分B（即固化剂部分）按照质量比例为：聚醚胺65-75份，间苯二胺10-15份，异佛尔酮二胺10-20份，DMP-30为10份，2-乙基-4-甲基咪唑3份。

该组分B的制备方法为：在容器中加入配方量的聚醚胺、间苯二胺、异佛尔酮二胺、DMP-30、2-乙基-4-甲基咪唑，将物料加热至70℃搅拌均匀，即得到高性能修补、增强用低粘环氧树脂体系的组分B。

使用时分别取组分A和组分B按照质量比100:28-32的比例混合均匀。

在25℃条件下，100g快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的凝胶时间为35-45min，旋转粘度为650-750cp。

实施例2

组分A（即树脂部分）按照质量比例为：双酚A型环氧树脂E-44 84-87份；环己二醇二缩水甘油醚12-15份、BYK-065消泡剂1.0-1.3份。

该组分A的制备方法同实施例1组分A的制备方法。

组分B（即固化剂部分）按照质量比例为：聚醚胺60-70份，间苯二胺10-15份，异佛尔酮二胺15-25份， 2-乙基-4-甲基咪唑23份。

该组分B的制备方法同实施例1组分B的比例及制备方法。

在25℃条件下，100g快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的凝胶时间为15-25min，旋转粘度为450-600cp。

实施例3

组分A（即树脂部分）的比例及制备方法同实施例2组份A的制备方法

组分B（即固化剂部分）按照质量比例为：聚醚胺60-70份，间苯二胺10-20份，异佛尔酮二胺10-20份，4-叔丁基苯酚为22份。

该组分B的制备方法同实施例1的制备方法。

使用时分别取组分A和组分B按照质量比100:25-29的比例混合均匀。

在25℃条件下，100g快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的凝胶时间为25-35min，旋转粘度为600-750cp。

实施例4

组分A（即树脂部分）的比例及制备方法同实施例1组份A的制备方法

组分B（即固化剂部分）按照质量比例为：聚醚胺70-80份，间苯二胺10-15份，异佛尔酮二胺10-15份，DMP-30为12份，壬基酚为13份。

该组分B的制备方法同实施例1的制备方法。

使用时分别取组分A和组分B按照质量比100:32-35的比例混合均匀。

在25℃条件下，100g快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的凝胶时间为10-20min，旋转粘度为350-450cp。

参照有关国家标准及行业标准，对以上实施例及市场上使用的快速修补、增强用环氧树脂体系进行力学及热性能检测，测试结果如下表。

Figure 2012102473301100002DEST_PATH_IMAGE002

以上实施例的树脂部分除了双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂、消泡剂外，同时还可以添加其他不影响性能的其他添加剂，如脱泡剂等。固化剂部分除了聚醚胺类固化剂、脂环胺类固化剂和固化促进剂，同时还可以添加其他不影响其综合性能的添加剂，如颜料等。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，由树脂组分A和固化剂组分B混配而成，其特征在于树脂组分A成分的质量含量为：双酚A型环氧树脂80-95份、环氧稀释剂4-18份、消泡剂1-2份；固化剂组分B由胺类固化剂和促进剂组成。

2.根据权利要求1所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于所述树脂组分A和固化剂组分B的质量比为100:25-35。

3. 根据权利要求1所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于双酚A环氧树脂为环氧树脂CYD-128、E-44、E-39D中的一种或多种。

4. 根据权利要求1所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于所述环氧稀释剂为丁二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚；所述消泡剂选自BYK-A525、BYK-A530、BYK-065中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于所述胺类固化剂为聚醚胺60-80份，脂环胺和/或芳香胺20~40份；促进剂为叔胺、叔胺盐、咪唑、咪唑盐、酚类促进剂，按每100分胺类固化剂促进剂的添加量为5~25份。

6.根据权利要求5所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于所述脂环胺和／或芳香胺是甲苯二甲胺、间苯二胺、异佛尔酮二胺、孟烷二胺、苄基二甲胺中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于所述的酚类促进剂是壬基酚、三-（二甲氨基甲基）苯酚、4-叔丁基苯酚、双酚A中的一种或几种。

8. 根据权利要求1所述的快速修补、增强用低粘环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：

a. 将双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂和消泡剂加热至40-60℃下高速搅拌均匀，冷却至室温即得到树脂组分A，所得树脂组分需放入容器，密封保存;

b. 将胺类固化剂和促进剂加热至60-80℃，搅拌混合均匀，冷却至室温即得到固化剂组分B，所得固化剂组分需放入容器，密封保存;

c. 树脂组分A和固化剂组分B按照固定质量比混合均匀，得到快速修补、增强用低粘环氧树脂体系。

9. 根据权利要求8所述的快速修补、增强用环氧树脂体系的制备方法，其特征在于制备树脂给分A高速搅拌时为90-120min。

10.根据权利要求8所述的快速修补、增强用环氧树脂体系的制备方法，其特征在于制备固化剂组分B高速搅拌时间为60-90min。

11. 根据权利要求8所述制备快速修补、增强用低粘环氧树脂体系，其特征在于25℃条件下，该低粘环氧树脂体系旋转粘度为350-750cp, 100g该低粘环氧树脂体系凝胶时间为10-45min。