CN103946264B - 可固化环氧组合物和短固化方法 - Google Patents
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Abstract
本文揭示一种利用通过低温固化反应所生成的放热能量达成原本在所选工具温度下在能量上无法达成的高温固化反应的方法,由此产生性质与那些通过高温固化反应产生但通过短固化时间和低固化温度实现的固化树脂基质非常接近的固化树脂基质。本文还揭示一种短固化树脂组合物,其含有:(a)至少一种具有大于1的环氧官能度的多官能环氧树脂;(b)硬化剂组合物,其含有:(i)至少一种每一分子具有一或多个氨基的脂肪族或环脂族胺固化剂;(ii)至少一种每一分子具有一或多个氨基的芳香族胺固化剂;和任选地(iii)作为固化加速剂的咪唑。此树脂组合物的改良性质包括可在≤120℃的温度下经少于10分钟的时间段固化,从而孤立地实现高于从仅具有(i)脂肪族/环脂族胺或(ii)芳香族胺的相同组合物得到者的固化程度。
Description
背景技术
热固性环氧树脂已广泛用于高级复合材料的生产中,其中用由环氧树脂和固化剂组成的调配物浸泡强化纤维(例如碳纤维或玻璃纤维),且然后将其固化以形成纤维树脂基质复合材料。已发现,具有高强度重量比的经强化环氧树脂复合物广泛用于航太工业以及需要高强度、耐腐蚀性和轻载的其它应用中。例如,纤维树脂基质材料已在现代航空器的一级和二级结构中代替铝和其它金属。诸如网球拍和高尔夫球棍等体育设备也已成功采用纤维树脂材料。由于纤维树脂基质材料的出现,因此已在改良其性质和特征方面作出许多努力,包括许多不同固化系统的研发。
发明内容
本文揭示利用通过低温固化反应所生成的放热能量(即热量)激活原本在选择的固化温度下在能量上无法达成的高温固化反应的方法。应用所述方法产生固化树脂基质,其是在与较低固化温度(<120℃)反应相当的工具温度下获得。工具温度是指用于固化树脂系统的工具或模具的温度。
本文还揭示树脂组合物,其含有:(a)至少一种具有大于1的环氧官能度的多官能环氧树脂;(b)至少一种每一分子具有一或多个氨基的脂肪族或环脂族胺固化剂;(c)至少一种每一分子具有一或多个氨基的芳香族胺固化剂;和任选地(d)作为固化加速剂的咪唑。此树脂组合物的改良性质包括在等于或小于120℃的温度下固化小于10分钟或在一些实施例中≤5分钟的时间段即可实现大于90%、优选大于95%的固化程度。
附图说明
图1是图解说明本揭示内容的能量转移概念的示意图。
图2是阐述于图1中的概念的例示性实施例。
图3显示实例中所阐述的两种复合层板的所选择机械测试数据。
具体实施方式
术语“固化”(“curing”或“cure”)是指通过聚合物链的化学交联而使聚合物材料硬化。术语“可固化”意指组合物能够经受使组合物处于固化或热固状态或条件的条件。
使用用于聚环氧树脂的芳香族二胺固化剂使得能够形成与脂肪族胺固化剂相比具有较高玻璃转变温度(Tg)和通常优越性质的交联聚合物(热固树脂)。然而,通常需要高固化温度、长固化时间(通常1小时到3小时)和固化后长期加热来实现这些较高性能特征。
对于胺/环氧系统的快速、低温固化来说,脂肪族胺由于烷基主链对位于胺官能团上的孤对电子具有正诱导效应且与环氧基团的反应性增加(此效应是与芳香族胺分子相比)而被使用。然而,含有脂肪族胺的环氧调配物由于其增加的反应性和相关的放热倾向而通常不适于在接近或高于反应起始温度的温度下固化大量树脂。
在胺-环氧系统中已使用咪唑作为在约100℃或更高的温度下快速固化(例如少于1小时)的加速剂/固化剂,然而,所得固化树脂的Tg通常较低,从而使得所述树脂系统更适于粘附剂应用。另外,这些树脂系统在散装中还倾向于放热反应。
已发现,通过在低温下发生的固化反应生成的放热能量可用以激活原本在能量上无法达成的反应(其显示更高的固化起始温度),且所得固化树脂的性质可受高温固化系统影响而非仅代表较低固化温度反应;此概念绘示于图1中,水平轴代表发生固化的工具的温度,且垂直轴代表所生成的放热能量。图1显示,低温反应的反应起始温度低于较高温度反应,且工具温度不会引发较高温度反应的开始。相反,使用重叠区来引发较高温度反应。本文所使用的高温固化反应是指通过在等于或大于130℃的温度下施加热量而引发的热固树脂与固化剂的固化反应(即交联)。低温固化反应是指通过在30℃-100℃范围内的温度下施加热量而引发的热固树脂与固化剂的固化反应。
已基于上述能量转移概念设计出利用从固化环氧树脂系统释出的放热能量来产生固化树脂基质的实践方法,所述固化树脂基质的性质受高温固化反应的性质影响但通过短固化时间(<30分钟,在一些情形下<10分钟)在低于高固化温度反应的起始温度的固化温度下孤立地实现。此短固化方法包括选择环氧树脂与固化剂的特定组合:至少一种多官能环氧树脂、脂肪族或环脂族胺、芳香族胺和任选地作为固化加速剂的咪唑。脂肪族或环脂族胺固化剂能够在低固化温度下固化多官能环氧树脂。芳香族胺固化剂能够在高固化温度下固化多官能环氧树脂。然后,将各组分混合以形成可固化树脂组合物,随后以足以引发低温固化反应的聚合反应的量或温度向树脂组合物施加热量。在聚合阶段期间,低温固化反应生成放热能量,其一部分足以引发高温固化反应的聚合反应。在目前情形下,环氧树脂、脂肪族或环脂族胺与咪唑的反应是生成放热能量的低温固化反应,且环氧树脂、芳香族胺与咪唑的反应是高温固化反应。
根据优选实施例,基于上述能量转移概念的短固化树脂组合物是由以下各项组成:(a)至少一种具有大于1的环氧官能度的多官能环氧树脂;和(b)硬化剂组合物,其含有两个不同类型的固化剂:(i)至少一种每一分子具有一或多个氨基的脂肪族或环脂族胺固化剂;(ii)至少一种每一分子具有一或多个氨基的芳香族胺固化剂;和任选地(iii)作为固化加速剂的咪唑。
短固化树脂组合物的固化起始温度小于100℃,优选小于50℃(例如45℃),如通过DSC以5℃/分钟的速率所测量,且其在等于或小于120℃、例如110℃-120℃的温度范围内固化少于10分钟(在一些实施例中≤5分钟,在其它实施例中≤3分钟)的时间段即可孤立地实现高于从仅具有(i)脂肪族/环脂族胺或(ii)芳香族胺的相同组合物得到者的固化程度。当通过(例如)树脂转移模塑(RTM)工艺使用此短固化树脂组合物在模具中浸渍树脂来浸泡纤维强化材料时,可在120℃或更低温度下固化少于5分钟(例如3分钟)之后实现大于95%的固化程度或大于97%的固化程度。本文所论述的固化程度是通过DSC以5℃/分钟的速率测量。
在120℃或更低的固化温度下固化少于10分钟(在一些实施例中≤5分钟)之后,短固化树脂组合物产生具有110℃-150℃或115℃-120℃范围内的玻璃转变温度(Tg)的固化树脂基质,如通过DSC所测量。固化树脂基质是化学上均匀的网络相。
上述树脂组合物使得短固化时间能够与相对低固化起始温度组合。此短固化树脂组合物内的这些所需性质与使用第二较高温度固化反应来从图解说明于图1中的第一较低温度固化反应吸收放热能量相关。
上述能量转移概念的例示性实施例显示于图2中。图2显示双酚F环氧树脂与异佛尔酮二胺(isophorone diamine)的反应性(低温反应)和双酚F环氧树脂与3,3′-氨基二苯砜的反应性(高温反应)的DSC迹线。异佛尔酮二胺是环脂族胺,且3,3′-氨基二苯砜是芳香族胺。低温反应和高温反应的迹线与图1中所阐述的概念密切匹配。第三迹线显示与双酚F环氧树脂化学计量平衡的异佛尔酮二胺和3,3′-氨基二苯砜的等摩尔组合,且说明组合的两种固化剂具有惊人且需要的效应。
环氧树脂
如本文所使用,术语“多官能环氧树脂”是指具有大于1的环氧官能度且能够固化为聚合状态的化合物。适用于本揭示内容中的环氧树脂是可用于与胺固化剂反应的每一分子具有1个以上环氧基团的聚环氧化物化合物。一般来说,多官能树脂可为具有环氧官能度的饱和、不饱和、环状或非环状、脂肪族、脂环族、芳香族或杂环分子。举例来说,适宜多官能环氧树脂包括那些基于以下各项者:酚和甲酚环氧酚醛清漆、酚醛加合物的缩水甘油醚;二脂肪族二醇的缩水甘油醚;二缩水甘油醚;二乙二醇二缩水甘油醚;芳香族环氧树脂;二脂肪族三缩水甘油醚、脂肪族聚缩水甘油醚;环氧化烯烃;溴化树脂;芳香族缩水甘油胺;杂环缩水甘油基亚胺和酰胺;缩水甘油醚;氟化环氧树脂。
适宜环氧化物的实例包括聚缩水甘油醚,其是通过在碱金属存在下环氧氯丙烷或环氧溴丙烷与多酚的反应来制备。因此,适宜多酚为例如间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、双酚A(双(4-羟基苯基)-2,2-丙烷)、双酚F(双(4-羟基苯基)甲烷)、双酚S、双(4-羟基苯基)-1,1-异丁烷、芴4,4′-二羟基二苯基酮、双(4-羟基苯基)-1,1-乙烷、双酚Z(4,4′-亚环己基双酚)和1,5-羟基-萘。多元醇、氨基苯酚或芳香族二胺的聚缩水甘油醚也适宜。
其它实例包括:多价酚的聚缩水甘油醚,例如邻苯二酚;间苯二酚、对苯二酚;4,4′-二羟基二苯基甲烷;4,4′-二羟基-3,3′-二甲基二苯基甲烷;4,4′-二羟基二苯基二甲基甲烷;4,4′-二羟基二苯基甲基甲烷;4,4′-二羟基二苯基环己烷;4,4′-二羟基-3,3′-二甲基二苯基丙烷;4,4′-二羟基二苯基砜;或三(4-羟基苯基)甲烷;上述二酚的氯化和溴化产物的聚缩水甘油醚;酚醛清漆(即,在酸催化剂存在下,单羟基或多羟基酚与醛(具体来说甲醛)的反应产物)的聚缩水甘油醚。
环氧树脂的其它实例包括以下各项的二缩水甘油醚:经二烯改质的酚类酚醛清漆、多官能环脂族羧酸与环氧氯丙烷的反应产物、环脂族环氧化物、环脂族环氧醚和环脂族环氧酯等。
适宜多官能环氧树脂可包括二官能环氧树脂、三官能环氧树脂与四官能环氧树脂的任一组合。二官能环氧树脂的实例包括双酚A的二缩水甘油醚(例如来自陶氏化学公司(Dow Chemical Co.)的EponTM 828(液体环氧树脂)、DER 331、DER 661(固体环氧树脂)、来自达茵化学公司(Dyne Chemical Co.)的EJ-190、来自亨斯迈先进材料公司(HuntsmanAdvanced Materials)的拓为(Tactix)123)、双酚F的二缩水甘油醚(DGEBF,例如,来自亨斯迈先进材料公司的PY306、EpikoteTM 158(来自迈图(Momentive))。三官能环氧树脂的实例包括氨基苯酚的三缩水甘油醚,例如由亨斯迈先进材料公司供应的MY0510、MY0500、MY 0600、MY 0610。四官能环氧树脂的实例包括亚甲基二苯胺的四缩水甘油醚(例如来自亨斯迈先进材料公司的MY 9655)、四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷(例如由亨斯迈先进材料公司供应的MY 721、MY 720、MY 725、MY 9663、MY 9634、MY9655)。
具有基于缩水甘油胺或缩水甘油醚或二者的官能团的多官能环氧树脂尤其适宜。具有缩水甘油胺和缩水甘油醚官能团二者的多官能环氧树脂更优选。在某些实施例中,用于本文所揭示的短固化树脂组合物的多官能环氧树脂可选自由以下结构代表的环氧树脂的群组:
亚甲基双(N,N-二缩水甘油基苯胺)
双酚F二缩水甘油醚
三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚
3-氧化缩水甘油-N,N-二缩水甘油基苯胺
应注意,结构(I)含有缩水甘油胺官能团,结构(II)和(III)含有缩水甘油醚官能团,且结构(IV)和(V)含有缩水甘油胺和缩水甘油醚官能团二者。
固化剂和加速剂
适宜脂肪族或环脂族胺固化剂是那些具有1个以上胺-氢官能团且能够在30℃-100℃范围内的温度下固化多官能环氧树脂者。例示性脂肪族胺包括(但不限于):三乙胺、二乙胺、三亚乙基四胺(TETA)、二乙基甲苯二胺(DETDA)、聚醚胺(例如那些以商标杰夫胺(Jeffamine)购自亨斯迈公司者)。例示性环脂族胺包括(但不限于):异佛尔酮二胺、薄荷烷二胺、1,2-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、1,3-二(氨基甲基)环己烷、4,4′-亚甲基二环己胺、4,4′-二氨基二环己基甲烷、3,3′-二甲基-4,4′二氨基二环己基-甲烷和其组合。
适宜芳香族胺固化剂是那些具有1个以上胺-氢官能团且能够在120℃或更高、更优选130℃或更高的温度下固化所述多官能环氧树脂者。例示性芳香族胺包括(但不限于):3,3′-二氨基二苯砜(3,3′DDS)、4,4′-二氨基二苯砜(4,4′DDS);4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(MCDEA);4,4′-亚甲基-双-(2,6-二乙基苯胺)(MDEA);2,6-二乙基苯胺(DEA);诸如亚甲基二苯胺(MDA)等二苯胺、9,9-双(3-氯-4-氨基苯基)-9H-芴(CAF)。
已发现,咪唑与上述脂肪族和芳香族胺固化剂中的至少一者的组合引起较早固化起始温度且增强反应性。适宜咪唑加速剂包括(但不限于)咪唑、甲基咪唑、乙基甲基咪唑、乙基甲基咪唑丙腈、氰基乙基苯基双甲基咪唑。
树脂组合物的制备
一般来说,通过混合一或多种环氧树脂与含有胺和任选地咪唑的硬化剂组合物来制备基于本揭示内容的能量转移概念的可固化树脂组合物。硬化剂组合物的制备可包括:施加热量将芳香族胺溶解于脂肪族胺中,随后冷却,之后添加咪唑。根据需要,可预加热环氧树脂以在使其与胺混合之前降低其粘度。环氧树脂-胺混合物的化学计量是基于优选1∶1的氨基团对环氧基团的当量比。可根据所选择胺改变芳香族胺对脂肪族胺的重量比以实现所需化学计量比。咪唑基于树脂组合物的总重量可以小于2.0重量%的量存在。
在一个实施例中,短固化树脂含有100份数的多官能环氧树脂、10-90份数的固化剂混合物和0-10份数咪唑。
应用
如上所述,可固化树脂组合物适于使用常规树脂浸渍技术浸泡(或浸渍)纤维强化材料以形成复合材料和结构。所揭示树脂组合物尤其适于(但不限于)2部分树脂转移模塑(RTM),其中低粘度树脂系统较为重要。RTM是将低粘度树脂组合物引入含有干燥纤维预形成物的密闭模具中的工艺。纤维预形成物是由强化纤维组成,所述强化纤维可采用连续纤维层或织物的形式。可使纤维预形成物成型为适于制作复合部分的所需三维配置。可通过组合部分A(环氧树脂组合物)和部分B(硬化剂组合物)来制备树脂组合物。然后,将经调配且经预混合的树脂组合物注入模具中,所述模具是在低压或真空下维持。需要注入温度下的树脂粘度较低以获得最佳充模和纤维润湿。在充模之后,依照适当固化方案将其加热。然后,可将所得经模制部分从模具移出,且根据需要进行后固化。为在RTM处理期间实现良好纤维浸渍和低空隙含量,高度需要树脂粘度在约50℃到100℃的注入温度下低于约1泊。另外,树脂系统必须使此低粘度维持足以完全充模且浸渍纤维预形成物的时间段。对于RTM处理来说,所述时间经常在树脂的适用期方面进行测量,其可定义为树脂达到5泊所需要的时间。
用于制造复合结构的强化纤维可采用连续纤维、短切纤或织物的形式。纤维材料可选自(但不限于)碳、石墨、芳香族聚酰胺(aromatic polyamide)(克维拉(Kevlar))、聚(苯并噻唑)和聚(苯并咪唑)、聚(苯并噁唑)(PBO)、氧化铝、二氧化钛、石英、玻璃、芳香族聚酰胺(aramid)、聚乙烯、聚酯、碳化硅和其组合。纤维强化类型的选择是通过对复合结构的性能要求来确定。对于许多高强度和低重量至关重要的航空器应用来说,高模量碳或石墨纤维是优选强化物。
可如预期应用所指示改变复合材料内的纤维强化物和树脂基质的相对比例。在高级复合物应用的一个实施例中,存于复合物内的纤维强化物的重量分数基于复合物的总重量可介于约50重量%到70重量%之间,优选为69%。
可在树脂浸渍之前将一或多种功能性添加剂添加到可固化树脂组合物中,从而为未经固化的组合物或经固化的复合结构赋予某些性质。可添加功能性添加剂以影响经固化或未经固化的环氧组合物的机械、流变、电、光学、化学、防焰性和/或热性质中的一或多者。添加剂的实例可包括(但不限于)滞焰剂、紫外线(UV)稳定剂、无机填充剂、导电颗粒或薄片。
实例
以下非限制性实例阐释基于上述能量转移概念的短固化方法和树脂组合物,且不应将其理解为以任何方式限制所述短固化方法和树脂组合物的范围。
实例1
如表1中所揭示制备5种调配物,且使用示差扫描热量测定分析。调配物5涵盖上述能量转移概念。在表1中,PY306为双酚F二缩水甘油醚,CN或库拉美CN(Curamid CN)为2-乙基-4-甲基-1H-咪唑-1-丙腈(固化加速剂),3,3′DDS为3,3′二氨基二苯砜(芳香族胺),IDA为异佛尔酮二胺(脂肪族胺)。所有量都是以克表示。
表1
使用DSC(TA仪器Q2000)分析所述调配物,且结果显示于表2中。
如从表2可看出,调配物5具有最低的固化起始温度,且在5分钟固化期间产生与其它调配物相比显著更少的放热能量。
实例2
基于揭示于表3中的调配物制备短固化树脂组合物。
表3
将调配物分成两部分,部分A含有环氧组分,且部分B含有胺和咪唑组分。部分A是通过将DGEBF(70℃)升温直到获得澄清流体为止来制备。向此流体中添加三缩水甘油基间氨基苯酚(室温),并使用风管混合所述组分直到均匀为止。部分B是通过以下方式来制备:在搅拌下将3,3′DDS溶解于异佛尔酮二胺(80℃)中,使混合物冷却到室温,之后添加咪唑。
将部分A和部分B单独脱气(30℃,-1atm)15分钟,之后使用风管搅拌以2.2∶1(A∶B)的质量比将其合并在一起以实现均匀性。然后,将混合物再次迅速脱气以去除在脱气阶段(30℃,-1atm)期间所引入的空气。将10g经合并的部分A和B转移到铝盘中,并在油浴(110℃)中加热5分钟,之后移出盘并使其冷却到室温。
为进行比较,使用以下市售RTM环氧树脂制备固化树脂试样:CYCOM 890、CYCOM823、PRISM EP2400。然后,使用以下测试方法/仪器表征固化树脂试样:
结果显示于表4中。
表4
这些结果显示,短固化树脂可在远远较短的5分钟固化时间内实现相对于其它市售树脂系统相当的机械性质。
实例3
如表5中所详述来制备短固化调配物。
表5
调配物 | 量(g) |
双酚F的二缩水甘油醚(DGEBF) | 13.3 |
三缩水甘油基间氨基苯酚 | 4 |
异佛尔酮二胺 | 5 |
3,3′DDS | 1.5 |
咪唑 | 0.2 |
表6显示在2-3分钟固化时间内实现大于95%的固化程度的试验运行。
表6
对于每一运行来说,部分A和部分B都是基于显示于表5中的树脂调配物来制备。通过在室温下使用风管将经预加热的PY306(70℃)与MY0610混合直到获得可视的均匀混合物为止来制备部分A。通过将3,3′DDS溶解于异佛尔酮二胺(IDA)(80℃)中并保持10分钟直到溶解为止来制备部分B。然后,将混合物冷却到50℃,之后在搅拌下添加0.2g咪唑以使其分配。
在室温下将部分A和部分B脱气,之后基于揭示于表6中的比率和混合温度将其合并。将10g经合并的部分A和B转移到铝盘中,并根据揭示于表6中的固化温度在油浴中加热,且然后记录固化时间。
实例4
取来自实例3的树脂,并通过高压RTM处理将其引入由12k IMS65单向纤维制成且具有196gsm的单位面积重量的碳纤维预形成物中,且使用在120℃下3分钟的固化周期来产生具有49%的体积分数的层板。
为进行比较,使用CYCOM 977-2环氧基树脂(购自氰特工程公司(CytecEngineered Materials Inc.))和180℃下3hr的固化周期制备相同层板。两种层板的正规化为50%的特征概述于图3中。
这些结果显示,从短固化树脂得到的碳纤维层板的机械性能可与已知用于高性能航太应用中且通常使用显著更长的固化时间和更高的固化温度固化的树脂系统的机械性能相当。
Claims (15)
1.一种可固化环氧树脂组合物,其具有适于树脂转移模塑(RTM)的粘度,所述组合物包含:
(a)至少一种具有大于1的环氧官能度的多官能环氧树脂,且所述官能度是基于缩水甘油胺或缩水甘油醚或二者;
(b)硬化剂组合物,其包含:
i.至少一种脂肪族或脂环族胺固化剂,其每一分子具有一或多个氨基,且能够在30℃到100℃范围内的温度下各自引发所述至少一种多官能环氧树脂的固化反应,所述脂肪族或脂环族胺固化剂是选自由以下物质组成的群组:异佛尔酮二胺、三乙胺、二乙胺、三亚乙基四胺TETA和聚醚胺;
ii.至少一种芳香族胺固化剂,其每一分子具有一或多个氨基,且能够在120℃或更高的温度下各自引发所述至少一种多官能环氧树脂的固化反应,所述芳香族胺固化剂是选自由以下物质组成的群组:3,3′二氨基二苯砜、4,4′二氨基二苯砜;4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)MCDEA、4,4′-亚甲基-双-(2,6-二乙基苯胺)MDEA、2,6-二乙基苯胺DEA和二苯胺;以及
iii.咪唑,其作为固化加速剂,
其中每100份数的多官能环氧树脂(a),固化剂(i)和(ii)的量为10-90份数,且咪唑(iii)的量为至多10份数,且
其中所述环氧树脂组合物在120℃或更低的温度下经少于5分钟的时间段可固化以实现大于95%的固化程度。
2.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中所述硬化剂组合物包含异佛尔酮二胺,和3,3′-二氨基二苯砜或4,4′-二氨基二苯砜。
3.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中所述至少一种多官能环氧树脂包含二官能环氧树脂与三官能或四官能环氧树脂的组合。
4.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中在组合物中氨基团对环氧基团的当量比为1∶1。
5.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中所述多官能环氧树脂是选自由以下物质组成的群组:
6.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中所述多官能环氧树脂含有缩水甘油胺和缩水甘油醚官能团二者。
7.根据权利要求1所述的可固化环氧树脂组合物,其中所述脂肪族或脂环族胺固化剂是异佛尔酮二胺。
8.一种制作复合结构的方法,其包含:
制备具有适于树脂转移模塑(RTM)的粘度的可固化树脂组合物,所述可固化树脂组合物包含:
i.至少一种多官能环氧树脂,其具有大于1的环氧官能度;
ii.脂肪族或脂环族胺固化剂,其能够在30℃到100℃范围内的温度下各自引发所述多官能环氧树脂的固化反应,所述脂肪族或脂环族胺固化剂是选自由以下物质组成的群组:异佛尔酮二胺、三乙胺、二乙胺、三亚乙基四胺TETA和聚醚胺;以及
iii.芳香族胺固化剂,其能够在120℃或更高的温度下各自引发所述多官能环氧树脂的固化反应,所述芳香族胺固化剂是选自由以下物质组成的群组:3,3′二氨基二苯砜、4,4′二氨基二苯砜;4,4′-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)MCDEA、4,4′-亚甲基-双-(2,6-二乙基苯胺)MDEA、2,6-二乙基苯胺DEA和二苯胺;
通过树脂转移模塑RTM工艺用所述可固化树脂组合物浸渍由强化纤维组成的纤维预形成物;和
在120℃或更低的温度下将经浸渍的所述纤维预形成物固化5分钟或更短时间以产生具有大于95%的固化程度的经固化复合结构。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述可固化树脂组合物进一步包含咪唑作为固化加速剂。
10.根据权利要求8所述的方法,其中所述固化复合结构具有固化树脂基质,所述固化树脂基质具有通过示差扫描热量测定DSC量测的110℃到150℃范围内的玻璃转变温度(Tg)。
11.根据权利要求8所述的方法,其中所述纤维预形成物包含多个干燥纤维层。
12.根据权利要求8所述的方法,其中所述纤维预形成物包含由选自由以下物质组成的群组的材料制成的干燥纤维:碳、石墨、聚(苯并噻唑)、聚(苯并咪唑)、聚(苯并噁唑)PBO、氧化铝、二氧化钛、石英、玻璃、芳香族聚酰胺、聚乙烯、聚酯、碳化硅和其组合。
13.根据权利要求8所述的方法,其中所述至少一种多官能环氧树脂包含二官能环氧树脂与三官能或四官能环氧树脂的组合。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述至少一种多官能环氧树脂是选自由以下物质组成的群组:
15.根据权利要求8所述的方法,其中所述脂肪族或脂环族胺固化剂是异佛尔酮二胺。
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