CN104845043B - 高强度环保无溶剂环氧树脂模压料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明高强度环保无溶剂环氧树脂模压料及其制备方法和应用，涉及一种以环氧树脂为基料的组合物，特别是涉及一种用于制作铁路路轨的轨距挡板的以环氧树脂为基料的模压料。其目的是为了提供一种强度高、无溶剂、固化快、使用方便的环氧树脂模压料及其制备方法和应用。本发明高强度环保无溶剂环氧树脂模压料按照质量份数包括：100份的环氧树脂E‑20、30‑60份的环氧树脂E‑51、1‑10份的缩水甘油醚、60‑80份的甲基四氢苯酐、1.5‑4.5份的固化促进剂、300‑800份的短切纤维。本发明的环氧树脂模压料强度高，能够替代金属材料，实现耐腐蚀、绝缘的功能；且无易燃易爆溶剂、安全环保，使用方便。本发明用于铁路路轨的轨距挡板的制作领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种以环氧树脂为基料的组合物，特别是涉及一种用于制作铁路路轨的轨距挡板的以环氧树脂为基料的模压料。
背景技术
目前的铁路路轨的轨距挡板大多是金属材质，锈蚀严重，且不绝缘。其它用高强树脂基复合材料所生产的轨距挡板系采用预浸布生产，预浸布在制作过程中大量使用丙酮等易燃易爆溶剂，既污染环境又危险；同时，生产出来的预浸布中由于有双氰双胺和环氧树脂的混合物，必须在低温环境下储存，不方便且费用高。
目前的模压料常见的有两类：
1、不饱和聚酯的模压料。此类产品气味较大，苯乙烯挥发严重，影响工人身体健康，同时此类产品固化收缩加大，复合材料强度较低，不适合生产轨距挡板。
2预浸布的模压料。预浸布在制作过程中大量使用丙酮等易燃易爆溶剂，既污染环境又危险；同时，生产出来的预浸布还要在低温环境下储存，不方便且费用高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种强度高、无溶剂、固化快、使用方便的环氧树脂模压料及其制备方法和应用。
本发明一种高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，按质量份数包括：100份的环氧树脂E-20、30-60份的环氧树脂E-51、1-10份的缩水甘油醚、60-80份的甲基四氢苯酐、1.5-4.5份的固化促进剂、300-800份的短切纤维；
其中所述的固化促进剂为溴化铵和改性咪唑的混合物、或叔胺类环氧树脂固化促进剂、或三者的混合物；
所述的溴化铵和改性咪唑的混合物由0.5-1.5份的溴化铵、1-3份的改性咪唑组成。
其中，所述环氧树脂E-20指平均环氧值为0.20的环氧树脂，环氧树脂E-51指平均环氧值为0.51的环氧树脂。
进一步，本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，按质量份数包括：100份的环氧树脂E-20、35-55份的环氧树脂E-51、3-8份的缩水甘油醚、63-77份的甲基四氢苯酐、2-4份的固化促进剂、400-700份的短切纤维。
更进一步，本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，按质量份数包括：100份的环氧树脂E-20、40-50份的环氧树脂E-51、4-6份的缩水甘油醚、67-73份的甲基四氢苯酐、2.5-3.5份的固化促进剂、500-600份的短切纤维。
更进一步，本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，按质量份数包括：100份的环氧树脂E-20、45份的环氧树脂E-51、5份的缩水甘油醚、70份的甲基四氢苯酐、3份的固化促进剂、550份的短切纤维。
本发明一种高强度环保无溶剂环氧树脂模压料的制备方法，其包括以下步骤：
一、制备树脂体系：将所述的环氧树脂E-20、环氧树脂E-51和缩水甘油醚加入树脂反应釜中，升温至100-150℃，搅拌1-3h，即制得适合压模工艺的无溶剂树脂体系；
二、制备固化剂体系：将所述的甲基四氢苯酐、溴化铵、改性咪唑加入固化剂反应釜中，升温至60-90℃，搅拌1-3h，即制得适合模压工艺的无溶剂固化剂体系；此体系既保证了模压制品时的高效率，又保证了模压料长达24h的可用时间；
三、将步骤一制得的树脂体系和步骤二制得的固化剂体系在捏合机中混合均匀，制得混合液，所得混合液体既能较好的浸透短切纤维，又能保证在模压制品时不喷胶和带动短切纤维充模完全；然后将所述短切纤维加入混合液中，在捏合机中混合均匀，即制得高强度环保无溶剂环氧树脂模压料。
本发明一种高强度环保无溶剂环氧树脂模压料的应用，其用于制作铁路轨距挡板。
进一步，本发明的高强度环保无溶剂环氧/冷兔歪脖树脂模压料的应用，所述制作铁路轨距挡板的步骤为：将高强度环保无溶剂环氧树脂模压料按照所需重量称量后，放入已升温至130-180℃的模具里，在模压机上模压成型。由于该模压料中短切纤维含量高达60-80％，有效的提高了产品的强度，降低了生产成本。
本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料及其制备方法和应用与现有技术不同之处在于：
1、本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料强度高，能够替代金属材料，实现耐腐蚀、绝缘的功能。
2、本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料由于无易燃易爆溶剂、无需在低温下储存，现用现配，因而安全环保，使用方便，并降低了生产和储存的费用。
3、本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料具有高温速固化的特点，提高了制品的生产效率。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料及其制备方法和应用作进一步的说明。
实施例1
本实施例的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，取表1中序号1、2的原料按以下步骤制备：
一、制备树脂体系：将环氧树脂E-20、环氧树脂E-51和缩水甘油醚混合，升温至100℃，搅拌3h，即制得树脂体系；
二、制备固化剂体系：将甲基四氢苯酐、固化促进剂混合，升温至60℃，搅拌3h，即制得固化剂体系；
三、将步骤一制得的树脂体系和步骤二制得的固化剂体系混合均匀，制得混合液，然后将短切纤维加入混合液中，混合均匀，即制得高强度环保无溶剂环氧树脂模压料。
实施例2
本实施例的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，取表1中序号3、4的原料按以下步骤制备：
一、制备树脂体系：将环氧树脂E-20、环氧树脂E-51和缩水甘油醚混合，升温至150℃，搅拌1h，即制得树脂体系；
二、制备固化剂体系：将甲基四氢苯酐、固化促进剂混合，升温至90℃，搅拌1h，即制得固化剂体系；
三、将步骤一制得的树脂体系和步骤二制得的固化剂体系混合均匀，制得混合液，然后将短切纤维加入混合液中，混合均匀，即制得高强度环保无溶剂环氧树脂模压料。
实施例3
本实施例的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，取表1中序号5、6、7的原料按以下步骤制备：
一、制备树脂体系：将环氧树脂E-20、环氧树脂E-51和缩水甘油醚混合，升温至125℃，搅拌2h，即制得树脂体系；
二、制备固化剂体系：将甲基四氢苯酐、固化促进剂混合，升温至75℃，搅拌2h，即制得固化剂体系；
三、将步骤一制得的树脂体系和步骤二制得的固化剂体系混合均匀，制得混合液，然后将短切纤维加入混合液中，混合均匀，即制得高强度环保无溶剂环氧树脂模压料。
上述实施例中各原料的量如表1所示，表格中苄基二甲胺、DMP-30(购自常州亿佳新材料科技有限公司)为叔胺类环氧树脂固化促进剂。
表1实施例1-3中各原料的量(单位：kg)
使用实施例1-3制得的模压料制作产品，并将实施例1中序号1制得的模压料放置24h后，制作产品，固化温度为130-180℃，固化时间为4-5min。本发明的模压料在150℃下，凝胶时间为2.5-3.5min。对固化后的产品性能进行检测，结果如表2所示。
表2实施例1中产品的基本性能
其中，Tg温度用DSC法测定。由表2可知，本发明的模压料固化得到的产品弯曲强度、弯曲弹性模量、拉伸强度、拉伸模量都很高，说明本发明的产品为高强度模压料，尤其适于制作铁路路轨的轨距挡板。本发明制得的产品放置24h后使用，依然可以达到上述性能。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，其特征在于，按质量份数由：100 份的环氧树脂 E-20、30-60 份的环氧树脂 E-51、1-10 份的缩水甘油醚、60-80 份的甲基四氢苯酐、1.5-4.5 份的固化促进剂、300-800 份的短切纤维组成；
其中所述的固化促进剂为溴化铵和改性咪唑的混合物、或叔胺类环氧树脂固化促进剂、或三者的混合物；
所述的溴化铵和改性咪唑的混合物由 0.5-1.5 份的溴化铵、1-3 份的改性咪唑组成；
制备方法包括以下步骤：
一、制备树脂体系：将环氧树脂E-20、环氧树脂 E-51 和缩水甘油醚混合，升温至 100-150℃，搅拌 1-3h，即制得树脂体系；
二、制备固化剂体系：将甲基四氢苯酐、固化促进剂混合，升温至60-90℃，搅拌 1-3h，即制得固化剂体系；
三、将步骤一制得的树脂体系和步骤二制得的固化剂体系混合均匀，制得混合液，然后将短切纤维加入混合液中，混合均匀，即制得高强度环保无溶剂环氧树脂模压料。
2.根据权利要求 1 所述的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，其特征在于，按质量份数由：100 份的环氧树脂 E-20、35-55 份的环氧树脂E-51、3-8 份的缩水甘油醚、63-77 份的甲基四氢苯酐、2-4 份的固化促进剂、400-700 份的短切纤维组成。
3.根据权利要求 2 所述的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，其特征在于，按质量份数由：100 份的环氧树脂 E-20、40-50 份的环氧树脂 E-51、4-6 份的缩水甘油醚、67-73份的甲基四氢苯酐、2.5-3.5 份的固化促进剂、500-600 份的短切纤维组成。
4.根据权利要求 3 所述的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料，其特征在于，按质量份数由：100 份的环氧树脂E-20、45 份的环氧树脂 E-51、5 份的缩水甘油醚、70 份的甲基四氢苯酐、3 份的固化促进剂、550 份的短切纤维组成。
5.一种采用如权利要求1所述的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料的应用，其特征在于：用于制作铁路轨距挡板。
6.根据权利要求 5 所述的高强度环保无溶剂环氧树脂模压料的应用，其特征在于：所述制作铁路轨距挡板的步骤为：将高强度环保无溶剂环氧树脂模压料按照所需重量称量后，放入已升温至 130-180℃的模具里，在模压机上模压成型。
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