CN105820314A - 一种低粘度真空导入用环氧树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂及其制备方法，其低粘度真空导入用环氧树脂包括以下质量百分含量的各组分：树脂45～55％，稀释剂22～30％，固化剂20～25％，促进剂0.5～5％；其中，所述固化剂包括以下质量份数的各组分：30～70份的固体固化剂，30～70份的液体固化剂，在常温下，所述固体固化剂为固态，所述液体固化剂为液态。本发明一种低粘度真空导入用环氧树脂具有足够长的适用期，增加了工艺容错；同时其黏度低，适合真空灌注工艺，与碳纤或玻纤的结合力好，既提高了制品的品质，也有助于提高生产效率。

Description

一种低粘度真空导入用环氧树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种符合材料用的环氧树脂及其制备方法，具体的涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂及其制备方法。
背景技术
近几年来，随着社会的发展，人们对产品的质量要求越来越高，因此新型真空导入工艺的应用越来越多。真空导入工艺相对于传统工艺(如手糊工艺)具有在制品的质量、树脂均匀性上有很大优势，因此真空导入工艺得到了较快的发展。但是真空导入工艺对树脂的粘度、操作时间等性能要求很严格。为配置低粘度的真空导入用树脂，现有配方都选用低粘度的液态胺类作为固化剂。这就大大降低了树脂的选用范围，从而降低了该工艺制备的产品功能的广泛性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低粘度真空导入用环氧树脂及其制备方法，满足产品多样化的发展需求。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括以下质量百分含量的各组分：树脂45～55％，稀释剂22～30％，固化剂20～25％，促进剂0.5～5％；其中，所述固化剂包括以下质量份数的各组分：30～70份的固体固化剂，30～70份的液体固化剂，在常温下，所述固体固化剂为固态，所述液体固化剂为液态。
本发明的有益效果是：本发明一种低粘度真空导入用环氧树脂通过将固体固化剂加热熔化形成熔融状态，然后将熔融状态的固体固化剂后加入到液体固化剂中进行混合，混合后的混合固化剂在常温下成液体方便操作，同时又能充分发挥固体固化剂的优良性质，选用的固体固化剂，增强了环氧树脂组合物的韧性，增强了环氧树脂与碳纤维、玻璃纤维的浸渍性能；本发明的环氧树脂具有足够长的适用期，增加了工艺容错；同时其黏度低，适合真空灌注工艺，与碳纤或玻纤的结合力好，既提高了制品的品质，也有助于提高生产效率；同时促进剂的加入，能有效的提高反应速度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述固体固化剂和液体固化剂混合后，在常温下为液态。
进一步，所述固体固化剂为固体芳香胺，所述液体固化剂为液体脂环胺或脂肪胺。
进一步，所述树脂为多官能团环氧混合物，所述稀释剂为缩水甘油醚，所述促进剂为苯酚和苯甲醇其中的任一种或两种的混合物。
采用上述进一步技术方案的有益效果是:固体固化剂加热熔融后和液体固化剂混合在常温下呈液态这样配出来的真空导入树脂粘度高，要想粘度低就需要多加稀释剂才行，但是多加稀释剂就会降真空导入树脂的强度降低,这里采用缩水甘油醚,这种稀释剂为活性稀释剂，加入本发明的这种比例的稀释剂以后真空导入树脂的粘度会降低，但是固化后的真空导入用树脂的强度也会得到改善。
进一步，所述树脂、稀释剂和固化剂按组分混合后的组合物在常温下的粘度为≤350cps，固化后在常温下的拉伸强度为≥70MPa。
基于上述一种低粘度真空导入用环氧树脂，本发明还提供一种低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在常温下，按质量分数配比称取相应质量的树脂、稀释剂、固体固化剂、液体固化剂和促进剂；
步骤二，将称取的树脂和稀释剂混合并充分搅拌使其混合均匀；
步骤三，在100摄氏度的密闭空间内加热称取的固体固化剂，使固体固化剂熔化成熔融状态，并将处于熔融状态的固体固化剂加入到称取的液体固化剂中进行混合，充分搅拌均匀后冷却至室温，形成混合固化剂，在混合固化剂中加入称取的促进剂并搅拌均匀；
步骤四，在常温下，将树脂和稀释剂的混合组分与加有促进剂的混合固化剂混合，并充分搅拌使其混合均匀，固化后得到低粘度真空导入用环氧树脂。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，得到的低粘度真空导入用环氧树脂的粘度在常温下为≤350cps。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：低粘度真空导入用环氧树脂的粘度在常温下为≤350cps，可以使得真空导入用树脂的在常温下的操作时间大于两小时。
进一步，得到的低粘度真空导入用环氧树脂固化后在常温下的拉伸强度为≥70MPa。
进一步，固化采用的最高温度为80℃。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在本发明的方法中，固化采用的最高温度为80℃。而在现有技术中，单独的该固体固化剂二氨基二苯甲烷常用最高固化温度为120度，才能达到很好的力学性能，但是在本发明中将该固体固化剂二氨基二苯甲烷与液体固化剂异佛尔酮二胺混合后的最高固化温度只需80℃，就可以达到很好的力学性能。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本具体实施例中，作为树脂的多官能团环氧混合物可以是E-51树脂、E-44树脂或双酚F树脂等，其占总体系的质量分数的45％到55％之间的任一值，可以是45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％或55％；作为稀释剂的缩水甘油醚可以是丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚或己二醇二缩水甘油醚等，其占总体系的质量分数的22％到30％之间的任一值，可以是22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％；作为固体固化剂的固体芳香胺可以是间苯二胺或二氨基二苯甲烷等；作为液体固化剂的液体脂环胺可以是三乙烯四胺、二乙烯三胺或异佛尔酮二胺，液体固化剂还可以是脂环胺(二氨基二苯基甲烷和异佛尔酮二胺的混合物)；固体固化剂和液体固化剂的总量占总体系质量分数的20％到25％之间的任一值，可以是20％、21％、22％、23％、24％或25％；其中，固体固化剂或液体固化剂均分别占固体固化剂和液体固化剂组成的固化剂总量的质量份数为30到70之间的任一值，可以是30、40、50、60或70；促进剂可以为苯酚和苯甲醇其中的任一种或两种的混合物，其占总体系质量分数的0.5％到5％之间的任一值，可以是0.5％、1％、2％、3％、4％或5％，当促进剂为苯酚和苯甲醇的混合物时，苯酚和苯甲醇的比例任调。具体实施例如下：
实施例1
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂、液体固化剂和促进剂，其中所述树脂选用E-51树脂，其占总体系的质量分数为55％，所述稀释剂选用丁基缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为22％，所述固体固化剂选用二氨基二苯甲烷，其占总体系的质量分数为14％，所述液体固化剂选用异佛尔酮二胺，其占总体系的质量分数为8％，促进剂为苯酚，其占总体系的质量分数为1％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为350Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为78MPa。
实施例2
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂和液体固化剂，其中所述树脂选用双酚F树脂，其占总体系的质量分数为52％，所述稀释剂选用苯基缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为25％，所述固体固化剂选用间苯二胺，其占总体系的质量分数为12％，所述液体固化剂选用三乙烯四胺，其占总体系的质量分数为10％，促进剂为苯甲醇，其占总体系的质量分数为1％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为300Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为75MPa。
实施例3
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂和液体固化剂，其中所述树脂选用E-44树脂，其占总体系的质量分数为45％，所述稀释剂选用乙二醇二缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为30％，所述固体固化剂选用二氨基二苯甲烷，其占总体系的质量分数为6％，所述液体固化剂选用二乙烯三胺，其占总体系的质量分数为14％，促进剂为苯酚和苯甲醇的混合物，其两者比例任调，其占总体系的质量分数为5％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为300Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为70MPa。
实施例4
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂和液体固化剂，其中所述树脂选用双酚F树脂，其占总体系的质量分数为50％，所述稀释剂选用丁二醇二缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为28％，所述固体固化剂选用间苯二胺，其占总体系的质量分数为10％，所述液体固化剂选用脂肪胺(二氨基二苯基甲烷及异佛尔酮二胺的混合物)，其占总体系的质量分数为11.5％，促进剂为苯酚，其占总体系的质量分数为0.5％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为280Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为73MPa。
实施例5
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂和液体固化剂，其中所述树脂选用E-51树脂，其占总体系的质量分数为47％，所述稀释剂选用己二醇二缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为30％，所述固体固化剂选用二氨基二苯甲烷，其占总体系的质量分数为7％，所述液体固化剂选用异佛尔酮二胺，其占总体系的质量分数为14％，促进剂为苯甲醇，其占总体系的质量分数为2％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为265Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为73MPa。
实施例6
本实施例涉及一种低粘度真空导入用环氧树脂，包括树脂、稀释剂、固体固化剂和液体固化剂，其中所述树脂选用E-51树脂，其占总体系的质量分数为45％，所述稀释剂选用丁基缩水甘油醚，其分别占总体系的质量分数为30％，所述固体固化剂选用间苯二胺，其占总体系的质量分数为10.5％，所述液体固化剂选用二乙烯三胺，其占总体系的质量分数为10.5％，促进剂为苯酚和苯甲醇的混合物，其两者比例任调，其占总体系的质量分数为4％。
本实施例得到低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为255Cps。
固化后在常温下的拉伸强度为70MPa。
由上述六个实施例可知，具体实施例1中得到的强度最高，粘度为350Cps，满足真空导入用环氧树脂的性质要求，其为最优值。
本发明一种低粘度真空导入用环氧树脂通过液体固化剂与固体固化剂融合，融合后在常温下固化剂成液体方便操作，同时又能充分发挥固体固化剂的优良性质，选用的固体固化剂，增强了环氧树脂组合物的韧性，增强了环氧树脂与碳纤维、玻璃纤维的浸渍性能；本发明的环氧树脂具有足够长的适用期，增加了工艺容错；同时其黏度低，适合真空灌注工艺，与碳纤或玻纤的结合力好，既提高了制品的品质，也有助于提高生产效率。
一种低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，在常温下，按实施例1-6中任一实施例中的质量分数配比称取相应质量的树脂、稀释剂、固体固化剂、液体固化剂和促进剂；
步骤二，将称取的树脂和稀释剂混合并充分搅拌使其混合均匀；
步骤三，在100摄氏度的密闭空间内加热称取的固体固化剂，使固体固化剂熔化成熔融状态，并将处于熔融状态的固体固化剂加入到称取的液体固化剂中进行混合，充分搅拌均匀后冷却至室温，形成混合固化剂，在混合固化剂中加入称取的促进剂并搅拌均匀；
步骤四，在常温下，将树脂和稀释剂的混合组分与加有促进剂的混合固化剂混合，并充分搅拌使其混合均匀，得到低粘度真空导入用环氧树脂。
得到的低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为≤350Cps，固化后在常温下的拉伸强度为≥70MPa。
在本发明的方法中，固化采用的最高温度为80℃。而在现有技术中，单独的该固体固化剂二氨基二苯甲烷常用最高固化温度为120度，才能达到很好的力学性能，但是在本发明中将该固体固化剂二氨基二苯甲烷与液体固化剂异佛尔酮二胺混合后的最高固化温度只需80℃，就可以达到很好的力学性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低粘度真空导入用环氧树脂，其特征在于，包括以下质量百分含量的各组分：树脂45～55％，稀释剂22～30％，固化剂20～25％，促进剂0.5～5％；其中，所述固化剂包括以下质量份数的各组分：30～70份的固体固化剂，30～70份的液体固化剂，在常温下，所述固体固化剂为固态，所述液体固化剂为液态。
2.根据权利要求1所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂，其特征在于：所述固体固化剂和液体固化剂混合后，在常温下为液态。
3.根据权利要求1或2所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂，其特征在于：所述固体固化剂为固体芳香胺，所述液体固化剂为液体脂环胺或脂肪胺。
4.根据权利要求1或2所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂，其特征在于：所述树脂为多官能团环氧混合物，所述稀释剂为缩水甘油醚,所述促进剂为苯酚和苯甲醇其中的任一种或两种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂，其特征在于：所述树脂、稀释剂和固化剂按组分混合后的组合物在常温下粘度为≤350cps，固化后在常温下的拉伸强度为≥70MPa。
6.一种如权利要求1至4任一项所述的低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在常温下，按质量分数配比称取相应质量的树脂、稀释剂、固体固化剂、液体固化剂和促进剂；
步骤二，将称取的树脂和稀释剂混合并充分搅拌使其混合均匀；
步骤三，在100摄氏度的密闭空间内加热称取的固体固化剂，使固体固化剂熔化成熔融状态，并将处于熔融状态的固体固化剂加入到称取的液体固化剂中进行混合，充分搅拌均匀后冷却至室温，形成混合固化剂，在混合固化剂中加入称取的促进剂并搅拌均匀；
步骤四，在常温下，将树脂和稀释剂的混合物与加有促进剂的混合固化剂混合，并充分搅拌使其混合均匀，得到低粘度真空导入用环氧树脂。
7.根据权利要求6所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，其特征在于：得到的低粘度真空导入用环氧树脂在常温下的粘度为≤350Cps。
8.根据权利要求6或7所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，其特征在于：得到的低粘度真空导入用环氧树脂固化后在常温下的拉伸强度为≥70MPa。
9.根据权利要求6或7所述的一种低粘度真空导入用环氧树脂的制备方法，其特征在于：步骤四中，固化采用的最高温度为80℃。
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