CN104610702A - 碳纤维真空灌注环氧树脂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力发电机叶片、船舶游艇及汽车车体等，尤其涉及一种用于生产制造工艺中的碳纤维真空灌注环氧树脂。本发明一种碳纤维真空灌注环氧树脂包括：树脂组分：双酚A型环氧树脂127 50-70%;双酚F型环氧树脂170 15-30%;环氧稀释剂BDGE 5-15%；和固化剂组分：聚醚胺固化剂D230 40-70%;环己二胺DCH99 20-30%;2-甲基戊二胺Dytek A 10-20%;树脂组分和固化剂组分按照100：30的比例混合后即为所述组合物。本发明的碳纤维真空灌注树脂混合黏度低，与碳纤维的浸润性好，且操作适用期灵活，可根据不同固化剂进行适当的调整，极大地提高了叶片及车体制品等的品质，并有助于提高其生产效率。

Description

碳纤维真空灌注环氧树脂

技术领域

本发明涉及风力发电机叶片、船舶游艇及汽车车体等，尤其涉及一种用于生产制造工艺中的碳纤维真空灌注环氧树脂。

背景技术

伴随着世界经济的发展趋势，能源提供、交通运输等都有了极大地发展和变化。在开发新能源方面，风电，作为一种相对的洁净能源在我国乃至全球得到广泛的发展。最初，风力发电机的叶片使用金属制作加工，但是由于金属的密度大、易锈蚀等性质，叶片不易安装加工，且长期在风吹雨淋等恶劣气候下工作时极易发生锈蚀，使得制造及维修成本过高。同时，在交通运输业方面，近些年船舶游艇及汽车等的需求量都在迅猛增加。同风力发电机叶片一样，船舶游艇及汽车等，常年处于海水冲刷或者风吹雨淋等恶劣的自然条件下。若使用大量金属材料作为主体，由于金属材料的局限性，必然造成制作成本及维修成本高的问题。

为了解决上述问题，人们把目光投向高分子材料。环氧树脂是一种性能优良的高强度的工程材料，其优良的耐候性是制作风电系统的叶片、船舶游艇及汽车车体等的最佳选择。当其与碳纤维及玻璃纤维等进行复合加工后，在表现出树脂体系本身的优良性能的同时，碳纤维及玻璃纤维的高强度、绝缘性好及耐腐蚀性等优良性能也可以得到很好的表现。但环氧树脂牌号很多，不同牌号之前的特性差异很大，进一步的，与环氧树脂配合的常用的胺类或者酸酐类的固化剂表现也不十分令人满意，特别是在材料的机械性能上尤其明显。

发明内容

本发明旨在解决上述问题,提供一种碳纤维真空灌注环氧树脂。本发明的碳纤维真空灌注环氧树脂混合黏度低，特别适合真空工艺可使碳纤及玻纤的优良性能得到很好的表现，既提高了制品的品质，也有助于提高生产效率。

为解决上述问题，本发明一种碳纤维真空灌注环氧树脂，它包括：

    树脂组分：双酚A型环氧树脂127      50-70%

           双酚F型环氧树脂170      15-30%

           环氧稀释剂BDGE          5-15%；和

固化剂组分：聚醚胺固化剂D230    40-70%

            环己二胺DCH99          20-30%

            2-甲基戊二胺Dytek A    10-20%

树脂组分和固化剂组分按照100：30的比例混合后即为所述组合物。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，所述树脂组分的外观为无色或微黄透明粘稠体，25℃时粘度是700-1100cps，密度为1.10-1.20g/cm3，环氧当量为160-170g/eq；所述固化剂组分为微黄透明液体，25℃时粘度6-12cps，密度0.90-1.00g/cm3，胺值为500-600 mg KOH/g；所述固化剂组分为微黄透明液体，25℃时粘度6-12cps，密度0.90-1.00g/cm3，胺值为600-700 mg KOH/g。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，所述树脂和固化剂组分混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为140-190min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为100-140min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为50-90min，组合物在23℃时，凝胶时间10-13分钟，在43℃时，凝胶时间5-8分钟；所述树脂和固化剂组分混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为60-90min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为50-80min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为30-60min，组合物在23℃时，凝胶时间3-6分钟，在43℃时，凝胶时间1.5-3.5分钟。。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂的制备方法，它包括所述比例的各组分和下列步骤：

步骤一，制备树脂组分

a，将双酚A型环氧树脂127、环氧稀释剂BDGE，预热到60℃-65℃；

b，将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂127、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜；

c，将双酚F型环氧树脂170加入反应釜；

d，开启搅拌器，以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止；

e，加入剩余的环氧稀释剂BDGE，

f，在抽真空的环境下，启动搅拌程序，控制高速28 rpm、低速24rpm  ，持续搅拌60-90min，关闭搅拌程序；

g，停止抽真空，将反应釜内恢复常压即得所述甲组分；

步骤二，制备固化剂组分；

h，将聚醚胺固化剂D230 ；环己二胺DCH99  ；    2-甲基戊二胺Dytek A ；准确称量，并添加到另一个反应釜中；

I，搅拌，高速28 rpm 、低速24rmp ，持续搅拌50-60min，关闭搅拌，同时控制温度在40℃以下；

j，灌桶，每桶必须充氮气保护。

本发明一方面将双酚A型和双酚F型环氧树脂并用，使得环氧树脂的粘度比较适中，另一个方面通过将聚醚胺固化剂、环己二胺、2-甲基戊二胺Dytek A 固化剂作为复合的固化体系，能进一步降低混合粘度、提高树脂对碳纤维的浸润性性能，保证在最短的时间浸润碳纤维制品，提高FRP性能等。大部分原料本土化、降低成本。采用自动化投料，能耗低、效率高，提高树脂配方产品的生产效率。

附图说明

图1是本发明的环氧树脂在不同温度下的粘度变化曲线图。

具体实施方式

下面，结合具体实施例，对本发明作进一步的说明：

本发明碳纤维真空灌注环氧树脂，它包括：

树脂组分（6010A）：双酚A型环氧树脂127      50-70%

           双酚F型环氧树脂170      15-30%

           环氧稀释剂BDGE          5-15%；和

固化剂组分（6010B&6010B-1）：聚醚胺固化剂D230    40-70%

            环己二胺DCH99          20-30%

            2-甲基戊二胺Dytek A    10-20%

树脂组分和固化剂组分按照100：30的比例混合后即为所述组合物。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，所述树脂组分（LTC-6010A）的外观为无色或微黄透明粘稠体，25℃时粘度是700-1100cps，密度为1.10-1.20g/cm3，环氧当量为160-170g/eq；所述固化剂组分（LTC-6010B）为微黄透明液体，25℃时粘度6-12cps，密度0.90-1.00g/cm3，胺值为500-600 mg KOH/g；所述固化剂组分（LTC-6010B-1）为微黄透明液体，25℃时粘度6-12cps，密度0.90-1.00g/cm3，胺值为600-700 mg KOH/g。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，所述树脂（LTC-6010A）和固化剂组分（LTC-6010B）混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为140-190min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为100-140min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为50-90min，组合物在23℃时，凝胶时间10-13分钟，在43℃时，凝胶时间5-8分钟；所述树脂（LTC-6010A）和固化剂组分（LTC-6010B-1）混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为60-90min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为50-80min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为30-60min，组合物在23℃时，凝胶时间3-6分钟，在43℃时，凝胶时间1.5-3.5分钟。

所述的碳纤维真空灌注环氧树脂的制备方法，它包括所述比例的各组分和下列步骤：

步骤一，制备树脂组分

a，将双酚A型环氧树脂127、环氧稀释剂BDGE，预热到60℃-65℃；

b，将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂127、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜；

c，将双酚F型环氧树脂170加入反应釜；

d，开启搅拌器，以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止；

e，加入剩余的环氧稀释剂BDGE，

f，在抽真空的环境下，启动搅拌程序，控制高速28 rpm、低速24rpm  ，持续搅拌60-90min，关闭搅拌程序；

g，停止抽真空，将反应釜内恢复常压即得所述甲组分；

步骤二，制备固化剂组分；

h，将聚醚胺固化剂D230 ；环己二胺DCH99  ；    2-甲基戊二胺Dytek A ；准确称量，并添加到另一个反应釜中；

I，搅拌，高速28 rpm 、低速24rmp ，持续搅拌50-60min，关闭搅拌，同时控制温度在40℃以下；

j，灌桶，每桶必须充氮气保护。

本发明超低混合粘度，常温下真空导流速度快，可减少真空导流的时间、提高制品性能等。快速、慢速固化剂可以自由互配使用，以达到要求速度。通过德国劳埃德船级社（GL）认证。

实施例1 采用固化剂6010B。

树脂组分（LTC-6010A）：双酚A型环氧树脂127      65%

           双酚F型环氧树脂170      25%

           环氧稀释剂BDGE          10%；和

固化剂组分（LTC-6010B）：聚醚胺固化剂D230    68%

            环己二胺DCH99           22%

            2-甲基戊二胺Dytek A     10%

                                  (下同,无特殊说明皆为此意)

实施例2 采用固化剂6010B-1,即

树脂组分（LTC-6010A）：双酚A型环氧树脂127      65%

           双酚F型环氧树脂170      25%

           环氧稀释剂BDGE          10%；和

固化剂组分（LTC-6010B-1）：聚醚胺固化剂D230    60%

            环己二胺DCH99           22%

            2-甲基戊二胺Dytek A     18%。

各实施例测试结果见下列各表：

                                                

 

Claims (6)

1.碳纤维真空灌注环氧树脂，它包括树脂组分和固化剂组分，其特征在于，所述树脂组分包括

    双酚A型环氧树脂127      50-70%

    双酚F型环氧树脂170      15-30%

环氧稀释剂BDGE          5-15%；

所述固化剂组分包括：

聚醚胺固化剂D230    40-70%

环己二胺DCH99          20-30%

2-甲基戊二胺Dytek A    10-20%；

树脂组分和固化剂组分按照重量比100：30的比例混合后即为所述组合物。

2.根据权利要求1所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，其特征在于，所述树脂组分的外观为无色或微黄透明粘稠体，25℃时粘度为700-1100cps，密度为1.10-1.20g/cm³，环氧当量为160-170g/eq。

3.根据权利要求1所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，其特征在于，所述固化剂组分为微黄透明液体，25℃时粘度为6-12cps，密度为0.90-1.00g/cm³，胺值为500-700 mg KOH/g。

4.根据权利要求1、2或3所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，其特征在于，所述树脂和固化剂组分混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为140-190min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为100-140min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为50-90min。

5.根据权利要求1、2或3所述的碳纤维真空灌注环氧树脂，其特征在于，所述树脂和固化剂组分混合后的组合物在23℃时，凝胶时间10-13分钟，在43℃，凝胶时间5-8分钟；所述树脂和固化剂组分混合后的组合物在25℃时粘度为120-220cps，25℃时可操作时间为60-90min，在30℃时粘度为70-170cps，30℃时可操作时间为50-80min，在35℃时粘度为45-105cps，35℃时可操作时间为30-60min，组合物在23℃时，凝胶时间3-6分钟，在43℃时，凝胶时间1.5-3.5分钟。

6.一种根据权利要求1所述的碳纤维真空灌注环氧树脂的制备方法，其特征在于，它包括所述比例的各组分和下列步骤：

步骤一，制备树脂组分

a，将双酚A型环氧树脂127、环氧稀释剂BDGE，预热到60℃-65℃；

b，将经步骤一预热的双酚A型环氧树脂127、部分环氧稀释剂BDGE加入反应釜；

c，将双酚F型环氧树脂170加入反应釜；

d，开启搅拌器，以24-28rpm的速度搅拌30-40min后停止；

e，加入剩余的环氧稀释剂BDGE，

f，在抽真空的环境下，启动搅拌程序，控制高速28 rpm、低速24rpm  ，持续搅拌60-90min，关闭搅拌程序；

g，停止抽真空，将反应釜内恢复常压即得所述甲组分；

步骤二，制备固化剂组分；

h，将聚醚胺固化剂D230；环己二胺DCH99；2-甲基戊二胺Dytek A ；准确称量，并添加到另一个反应釜中；

I，搅拌，高速28 rpm 、低速24rmp ，持续搅拌50-60min，关闭搅拌，同时控制温度在40℃以下；

j，灌桶，每桶必须充氮气保护。