CN103642174B - 耐高温高性能减毒性环氧基体的应用及利用其制备复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
耐高温高性能减毒性环氧基体的应用及利用其制备复合材料的方法,它涉及环氧基体的应用及其复合材料的制备方法。本发明要解决现有耐高温环氧基体及其复合材料的制备方法存在制备方法复杂,毒性较大,污染环境及制备成本高的问题。本发明的耐高温高性能减毒性环氧基体由脂环族环氧树脂、粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂和间二氮茂系列固化剂制成。利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法:一、配制基体;二、复合材料成型及固化。本发明方法利于环保、降低对人体危害、成本低、方法简单、所制备复合材料耐热性能、力学性能、界面性能优良。本发明可用于国防、民用及航空航天等高技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及环氧基体的应用及其复合材料的制备方法。
背景技术
耐高温环氧基体是复合材料的重要组成部分,复合材料的耐热性能主要取决于树脂基体。适于玻璃纤维的耐高温环氧基体并不能完全适于碳纤维,因为碳纤维表面活性基团少,因此碳纤维表面活性低,与环氧基体浸润性差,导致其与环氧基体的界面结合力较差,使界面成为复合材料最薄弱处,限制复合材料性能的发挥;另一方面,碳纤维与环氧基体热膨胀系数相差较大,导致界面性能较差,而界面性能是复合材料中最重要的性能。
现有技术为了提高复合材料的耐热性能和界面性能,在耐高温环氧基体中使用芳香族固化剂(毒性较大),或将碳纤维表面进行改性,不仅导致碳纤维复合材料制备方法复杂,而且毒性较大,污染环境,制造成本高。
现有耐高温环氧基体及其复合材料的制备方法存在以下问题:
一、毒性较大,不利于环境保护:制备过程中需要加入芳香族固化剂。芳香族固化剂不仅毒性较大,而且是固态,需要将芳香族固化剂加热至熔点以上温度(≥65℃)高温熔化成液体后才能应用,芳香族固化剂高温熔化成液体或应用时易挥发,不仅造成环境污染,而且危害健康,不利于环境保护,且存在安全隐患。
二、制备方法复杂、制备成本高:制备过程中需要电热干燥箱等设备将芳香族固化剂加热到其熔点以上至液状,既消耗能源,又消耗时间,且应用过程中为了使芳香族固化剂保持为液状或不产生凝固状态,环氧基体(胶)的温度必须保持在≥室温,或≥芳香族固化剂熔点以上温度,使成本增加。
用现有耐高温环氧基体与碳纤维制备复合材料时,为了提高碳纤维复合材料的耐热性能和界面性能,在耐高温环氧基体中使用芳香族固化剂(毒性较大),或将碳纤维表面进行改性,不仅导致碳纤维复合材料制备方法复杂,而且毒性较大,污染环境,制造成本高。
发明内容
本发明要解决现有耐高温环氧基体及其复合材料的制备方法存在制备方法复杂,毒性较大,污染环境及制备成本高的问题,而提供耐高温高性能减毒性环氧基体及应用及其复合材料的制备方法。
本发明的耐高温高性能减毒性环氧基体,其特征在于耐高温高性能减毒性环氧基体是由A、B和C制成;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25)。
本发明耐高温高性能减毒性环氧基体的应用,其特征在于耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用,耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用方法如下所示:将材料表面打磨,打磨面为粘接面,然后将粘接面擦干净,得到预处理后的粘接面,将耐高温高性能减毒性环氧基体涂覆至预处理后的粘接面并贴合,得到待固化粘接件,再将待固化粘接件梯度升温固化,得到梯度升温固化后的粘接件,最后将梯度升温固化后的粘接件自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体胶粘剂粘接件。
本发明的耐高温高性能减毒性环氧基复合材料的制备方法是按以下步骤进行:
一、成型:用耐高温高性能减毒性环氧基体浸渍增强材料进行成型,得到浸渍后的增强材料预制件;
所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为16%~98%;
二、固化:将浸渍后的增强材料预制件梯度升温固化,得到固化后的材料,最后将固化后的材料自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基复合材料;
步骤一中所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A、B和C;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25);b、将步骤a称取的A、B和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
本发明的有益效果是:一、减少了毒性,利于环境保护:制备方法中不含芳香族固化剂(毒性较大),有利于环境保护,减少了对人体健康的危害;二、制备方法简单、制备成本低:不需要芳香族固化剂,不需要对碳纤维表面进行改性,突破了碳纤维环氧基复合材料的耐高温和高界面强度及高性能的技术瓶颈,降低了制备成本。耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料制备方法简单,所用材料不需要大于50℃高温熔化,即可制备小型产品,也可制备大型产品,还可制备耐高温性能和复合材料界面性能及其力学性能优良的碳纤维环氧基复合材料及其它复合材料;三、耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料的优点是不仅可作为耐高温材料使用,也可作为结构材料使用,还可作为耐高温轻质高强高性能结构材料使用。耐高温高性能减毒性环氧基体不仅可用于制备复合材料,而且还可用于制备胶粘剂。本发明方法利于环保、降低对人体危害、成本低、方法简单、所制备复合材料耐热性能、力学性能、界面性能优良。本发明可用于国防、化工、民用及航空航天等高技术领域。
本发明用于耐高温高性能减毒性环氧基体及应用及其复合材料的制备方法。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式的耐高温高性能减毒性环氧基体,其特征在于耐高温高性能减毒性环氧基体是由A、B和C制成;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25)。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按以下步骤制备的:一、称取A、B和C;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25);二、将步骤一称取的A、B和C进行搅拌混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式的耐高温高性能减毒性环氧基体的应用,其特征在于耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用,耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用方法如下所示:将材料表面打磨,打磨面为粘接面,然后将粘接面擦干净,得到预处理后的粘接面,将耐高温高性能减毒性环氧基体涂覆至预处理后的粘接面并贴合,得到待固化粘接件,再将待固化粘接件梯度升温固化,得到梯度升温固化后的粘接件,最后将梯度升温固化后的粘接件自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体胶粘剂粘接件。
所述的梯度升温固化具体操作如下:先将待固化粘接件从室温升温至50℃~100℃,并在温度为50℃~100℃下保持0.5h~6h,然后将温度由50℃~100℃升温至120℃~145℃,并在温度为120℃~145℃下保持0.01h~7h,最后将温度由120℃~145℃升温至155℃~210℃,在温度为155℃~210℃下保持0.01h~11h。
本实施方式所述的材料为复合材料与复合材料、复合材料与金属、复合材料与非金属、金属与金属。
具体实施方式四:本实施方式所述的耐高温高性能减毒性环氧基复合材料的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、成型:用耐高温高性能减毒性环氧基体浸渍增强材料进行成型,得到浸渍后的增强材料预制件;
所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为16%~98%;
二、固化:将浸渍后的增强材料预制件梯度升温固化,得到固化后的材料,最后将固化后的材料自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基复合材料;
步骤一中所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A、B和C;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25);b、将步骤a称取的A、B和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
本具体实施方式制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据JC/T773-1996测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料室温层间剪切强度≥87MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料界面性能优良的性质。
本具体实施方式制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T3356-1999测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料弯曲强度≥1966MPa,弯曲模量≥138Gpa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料力学性能优良的性质。
本具体实施方式制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T9979-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料160℃高温层间剪切强度≥48MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料耐高温性能优良的性质。
本具体实施方式制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T1463-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料密度≤1.62g/cm3,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料轻质的性质。
本具体实施方式制备的耐高温高性能减毒性环氧基体梯度升温固化,自然冷却至室温,得到固化后的耐高温高性能减毒性环氧基体。利用DSC测试固化后的耐高温高性能减毒性环氧基体,测试结果表明固化后的耐高温高性能减毒性环氧基体玻璃化温度≥186℃,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体耐高温的性质。
本发明的有益效果是:一、减少了毒性,利于环境保护:制备方法中不含芳香族固化剂(毒性较大),有利于环境保护,减少了对人体健康的危害;二、制备方法简单、制备成本低:不需要芳香族固化剂,不需要对碳纤维表面进行改性,突破了碳纤维环氧基复合材料的耐高温和高界面强度及高性能的技术瓶颈,降低了制备成本。耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料制备方法简单,所用材料不需要大于50℃高温熔化,即可制备小型产品,也可制备大型产品,还可制备耐高温性能和复合材料界面性能及其力学性能优良的碳纤维环氧基复合材料及其它复合材料;三、耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料的优点是不仅可作为耐高温材料使用,也可作为结构材料使用,还可作为耐高温轻质高强高性能结构材料使用。耐高温高性能减毒性环氧基体不仅可用于制备复合材料,而且还可用于制备胶粘剂。本发明方法利于环保、降低对人体危害、成本低、方法简单、所制备复合材料耐热性能、力学性能、界面性能优良。本发明可用于国防、化工、民用及航空航天等高技术领域。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式四不同的是:步骤一中所述的增强材料为碳纤维、碳纤维织物、碳纤维毡、玻璃纤维、玻璃纤维织物、玻璃纤维毡、玄武岩纤维、玄武岩纤维织物、玄武岩纤维毡、PBO纤维、PBO纤维织物、PBO纤维毡、填料、纳米材料、碳纳米管、石墨烯或晶须;其中所述的填料为用于制备复合材料的填料;所述的纳米材料为用于制备复合材料的纳米材料;所述的碳纳米管为用于制备复合材料的碳纳米管;所述的石墨烯为用于制备复合材料的石墨烯;所述的晶须为用于制备复合材料的晶须。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式四或五之一不同的是:步骤一中所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为18%~96%。其它与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是:步骤一中所述的成型为模压成型、纤维缠绕成型、手糊成型、拉挤成型、热压罐成型、非热压罐成型、RTM成型、喷射成型、缠绕加铺放成型或铺放加缠绕成型。其它与具体实施方式四至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是:步骤二中所述的梯度固化具体操作如下:先将浸渍后的增强材料预制件从室温升温至50℃~100℃,并在温度为50℃~100℃下保持0.5h~6h,然后将温度由50℃~100℃升温至120℃~145℃,并在温度为120℃~145℃下保持0.5h~7h,最后将温度由120℃~145℃升温至155℃~210℃,在温度为155℃~210℃下保持0.01h~13h。其它与具体实施方式四至七相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
本实施例所述的耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、成型:用耐高温高性能减毒性环氧基体浸渍增强材料进行成型,得到浸渍后的增强材料预制件;
所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为36%;
二、固化:将浸渍后的增强材料预制件梯度升温固化,得到固化后的材料,最后将固化后的材料自然冷却至室温,即得到耐高温高性能减毒性环氧基复合材料;
步骤一中所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A和C;所述的A为85#树脂;所述的C为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与C的质量比为100:15;b、将步骤a称取的A和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
所述的增强材料为碳纤维;所述的梯度升温固化具体操作如下:先将浸渍后的增强材料预制件从室温升温至80℃,并在温度为80℃保持3.5h,然后将温度由80℃升温至130℃,并在温度为130℃下保持3.5h,最后将温度由130℃升温至185℃,在温度为185℃下保持2.5h;步骤二中所述的成型为模压成型。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据JC/T773-1996测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料室温层间剪切强度88MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料界面性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T3356-1999测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料弯曲强度为1969MPa,弯曲模量为141GPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料力学性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T9979-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料160℃高温层间剪切强度为46MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料耐高温性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T1463-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料密度为1.62g/cm3,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料轻质的性质。
实施例二:
本实施例所述的耐高温高性能减毒性环氧基体及其复合材料的制备方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、成型:用耐高温高性能减毒性环氧基体浸渍增强材料进行成型,得到浸渍后的增强材料预制件;
所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为41%;
二、固化:将浸渍后的增强材料预制件梯度升温固化,得到固化后的材料,最后将固化后的材料自然冷却至室温,即得到耐高温高性能减毒性环氧基复合材料;
步骤一中所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A、B和C;所述的A为85#树脂;所述的B为粘度为3.2Pa·s/25℃的环氧树脂;所述的C为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:30;所述的A与C的质量比为100:14;b、将步骤a称取的A、B和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
所述的增强材料为碳纤维;所述的梯度升温固化具体操作如下:先将浸渍后的增强材料预制件从室温升温至100℃,并在温度为100℃保持3.5h,然后将温度由100℃升温至135℃,并在温度为135℃下保持3.5h,最后将温度由135℃升温至192℃,在温度为192℃下保持1.5h;步骤二中所述的成型为缠绕成型。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据JC/T773-1996测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料室温层间剪切强度84MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料界面性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T3356-1999测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料弯曲强度为1937MPa,弯曲模量为136GPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料力学性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T9979-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料160℃高温层间剪切强度为45MPa,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料耐高温性能优良的性质。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料依据GB/T1463-2005测试,测试结果表明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料密度为1.59g/cm3,即可证明耐高温高性能减毒性环氧基体/碳纤维复合材料轻质的性质。
实施例三:
本实施例所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A和C;所述的A为85#树脂;所述的C为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与C的质量比为100:17;b、将步骤a称取的A和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用,耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用方法如下所示:将材料表面打磨,打磨面为粘接面,然后将粘接面擦干净,得到预处理后的粘接面,将耐高温高性能减毒性环氧基体涂覆至预处理后的粘接面并贴合,得到待固化粘接件,再将待固化粘接件梯度升温固化,得到梯度升温固化后的粘接件,最后将梯度升温固化后的粘接件自然冷却至室温,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体胶粘剂粘接件;
所述的梯度升温固化具体操作如下:先将待固化粘接件从室温升温至80℃,并在温度为80℃下保持2.5h,然后将温度由80℃升温至125℃,并在温度为125℃下保持2.5h,最后将温度由125℃升温至155℃,在温度为155℃下保持2.5h。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂粘接复合材料与复合材料,依据GB/T7124-2008标准测试,测得拉伸剪切强度为11.7MPa,即可证明本实施例使用耐高温高性能减毒性环氧基体可作为胶粘剂使用。
实施例四:
本实施例所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A、B和C;所述的A为85#树脂;所述的B为粘度为5.7Pa·s/25℃的环氧树脂;所述的C为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:33;所述的A与C的质量比为100:18;b、将步骤a称取的A、B和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用,耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用方法如下所示:将材料表面打磨,打磨面为粘接面,然后将粘接面擦干净,得到预处理后的粘接面,将耐高温高性能减毒性环氧基体涂覆至预处理后的粘接面并贴合,得到待固化粘接件,再将待固化粘接件梯度升温固化,得到梯度升温固化后的粘接件,最后将梯度升温固化后的粘接件自然冷却至室温,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体胶粘剂粘接件;
所述的梯度升温固化具体操作如下:先将待固化粘接件从室温升温至80℃,并在温度为80℃下保持3h,然后将温度由80℃升温至130℃,并在温度为130℃下保持3h。
本实施例制备的耐高温高性能减毒性环氧基体粘接件,依据GB/T7124-2008标准测试,测得拉伸剪切强度为12.6MPa,即可证明本实施例使用耐高温高性能减毒性环氧基体可作为胶粘剂使用。
Claims (5)
1.耐高温高性能减毒性环氧基体的应用,其特征在于耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用,耐高温高性能减毒性环氧基体作为胶粘剂使用方法如下所示:将材料表面打磨,打磨面为粘接面,然后将粘接面擦干净,得到预处理后的粘接面,将耐高温高性能减毒性环氧基体涂覆至预处理后的粘接面并贴合,得到待固化粘接件,再将待固化粘接件梯度升温固化,得到梯度升温固化后的粘接件,最后将梯度升温固化后的粘接件自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体胶粘剂粘接件;
所述的梯度升温固化具体操作如下:先将待固化粘接件从室温升温至50℃~100℃,并在温度为50℃~100℃下保持0.5h~6h,然后将温度由50℃~100℃升温至120℃~145℃,并在温度为120℃~145℃下保持0.01h~7h,最后将温度由120℃~145℃升温至155℃~210℃,在温度为155℃~210℃下保持0.01h~11h;
所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是由A、B和C制成;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25)。
2.利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法,其特征在于利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法是按照以下步骤制备的:
一、成型:用耐高温高性能减毒性环氧基体浸渍增强材料进行成型,得到浸渍后的增强材料预制件;
所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为16%~98%;
二、固化:将浸渍后的增强材料预制件梯度升温固化,得到固化后的材料,最后将固化后的材料自然冷却至18℃~62℃,即得到耐高温高性能减毒性环氧基复合材料;
步骤一中所述的耐高温高性能减毒性环氧基体是按照以下步骤制备的:a、称取A、B和C;所述的A为脂环族三官能度环氧树脂;所述的B为粘度为(0.013pa·s/25℃~10pa·s/25℃)的环氧树脂;所述的C为间二氮茂类固化剂;所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑;所述的A与B的质量比为100:(0~45);所述的A与C的质量比为100:(1~25);b、将步骤a称取的A、B和C混合均匀,即得到耐高温高性能减毒性环氧基体;
步骤二中所述的梯度升温固化具体操作如下:先将浸渍后的增强材料预制件从室温升温至50℃~100℃,并在温度为50℃~100℃下保持0.5h~6h,然后将温度由50℃~100℃升温至120℃~145℃,并在温度为120℃~145℃下保持0.5h~7h,最后将温度由120℃~145℃升温至155℃~210℃,在温度为155℃~210℃下保持0.01h~13h。
3.根据权利要求2所述的利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法,其特征在于步骤一中所述的增强材料为碳纤维、碳纤维织物、碳纤维毡、玻璃纤维、玻璃纤维织物、玻璃纤维毡、玄武岩纤维、玄武岩纤维织物、玄武岩纤维毡、PBO纤维、PBO纤维织物、PBO纤维毡、填料、纳米材料、石墨烯或晶须;其中所述的填料为用于制备复合材料的填料;所述的纳米材料为用于制备复合材料的纳米材料;所述的石墨烯为用于制备复合材料的石墨烯;所述的晶须为用于制备复合材料的晶须。
4.根据权利要求2所述的利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法,其特征在于步骤一中所述的浸渍后的增强材料预制件中含有耐高温高性能减毒性环氧基体的质量百分数为18%~96%。
5.根据权利要求2所述的利用耐高温高性能减毒性环氧基体制备复合材料的方法,其特征在于步骤一中所述的成型为模压成型、纤维缠绕成型、手糊成型、拉挤成型、热压罐成型、非热压罐成型、RTM成型、喷射成型、缠绕加铺放成型或铺放加缠绕成型。
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