CN107189352A - 一种树脂组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：二氧化双环戊二烯100份、AG‑80环氧树脂15～40份、饱和脂肪族多元胺5～40份、芳香族多元胺10～75份、固化促进剂5～12份和填料25～120份。本发明的树脂组合物，通过利用上述含量的二氧化双环戊二烯与AG‑80环氧树脂的复配，使树脂组合物具有优异的耐高温性能，通过上述含量的饱和脂肪族多元胺与芳香族多元胺复配，显著提高了其韧性，并添加了合适量的填料，显著降低了其热膨胀系数，并提高了其和基体之间的界面结合力，得到的树脂组合物具有优异的综合性能。

Description

一种树脂组合物及其用途
技术领域
本发明涉及一种树脂组合物及其用途，具体涉及一种树脂组合物，包含该树脂组合物的树脂基复合材料及其制备方法。
背景技术
随着近代科学技术的发展，运载火箭、导弹和航天飞机等空间运载工具以及飞机、汽车和船舶等交通工具都朝着可靠性好、寿命长和能耗低的方向发展。这些新的设计思想对树脂基复合材料的性能，特别是耐高温性能提出了更高的要求。
树脂基复合材料一般由增强相和基体相组成，常用的增强相多为无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维等，它们本身具有较高的耐热性和力学性能，基体相为有机高分子材料，如环氧树脂、不饱和聚酷树脂等，大多数情况下耐热性能不好，而且，树脂除了需要具备耐高温性能外，还需要良好的力学性能、耐疲劳和耐冲击性能等，单纯的耐热性好而其他综合性能不好的树脂，其使用价值也不大，二氧化双环戊二烯(CDR-0122)是一种耐高温的环氧树脂，但其韧性较差，使它的应用受到了很大的限制。
因此，若能协调好环氧树脂固化体系韧性和耐高温性之间的矛后，在保证它耐热性变化不大或提高的情况下增强其韧性，这对扩大其应用领域具有很大的实用意义。
发明内容
针对已有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种树脂组合物，其具有耐高温、韧性好、适用期长、热膨胀系数小、与基体材料粘结力强且成本较低的优点，并且该树脂组合物的固化温度低，固化速度适宜的优点。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：
本发明通过利用上述含量的二氧化双环戊二烯与AG-80环氧树脂的复配，使树脂组合物具有优异的耐高温性能，通过上述含量的饱和脂肪族多元胺与芳香族多元胺复配，显著提高了其韧性，并添加了合适量的填料，显著降低了其热膨胀系数，并提高了其和基体之间的界面结合力，得到的树脂组合物具有优异的综合性能。
所述AG-80环氧树脂的重量份数例如为17份、19份、21份、23份、25份、27份、29份、31份、33份、35份、37份、38份或39份。
所述饱和脂肪族多元胺的重量份数例如为7份、9份、11份、13份、15份、17份、19份、21份、23份、25份、27份、29份、31份、33份、35份、37份、38份或39份。
所述芳香族多元胺的重量份数例如为13份、16份、19份、22份、25份、29份、32份、36份、40份、44份、48份、52份、56份、60份、63份、66份、69份、72份或74份。
所述固化促进剂的重量份数例如为5.3份、5.6份、5.9份、6.2份、6.5份、6.8份、7.1份、7.4份、7.7份、8份、8.3份、8.6份、8.9份、9.2份、9.5份、9.8份、10.1份、10.4份、10.7份、11份、11.3份、11.6份或11.9份。
所述填料的重量份数例如为30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份、100份、105份、110份或115份。
优选地，所述树脂组合物，其按重量份数主要包括：
所述芳香族多元胺选自间苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、邻苯二胺、4,4’二氨基二苯砜、二乙基甲苯二胺或二乙基苯二胺中的任意一种或者至少两种的混合物。
所述饱和脂肪族多元胺是乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺中的任意一种或者至少两种的混合物。
本发明的目的之二在于提供一种树脂基复合材料，该树脂基复合材料是由上述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为30～40％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为60～70％。所述增强体可进一步优选为04无碱玻璃布。
本发明的目的之三在于提供一种上述的树脂基复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的树脂组合物，通过利用上述含量的二氧化双环戊二烯与AG-80环氧树脂的复配，使树脂组合物具有优异的耐高温性能，通过上述含量的饱和脂肪族多元胺与芳香族多元胺复配，显著提高了其韧性，并添加了合适量的填料，显著降低了其热膨胀系数，并提高了其和基体之间的界面结合力，得到的树脂组合物具有优异的综合性能。
由本发明的树脂组合物固化得到的树脂浇铸体，在保证耐高温性能的同时，力学性能显著提高，拉伸强度达到75～85MPa，弯曲强度达到140～160MPa，玻璃化转变温度达到275～287℃，断裂伸长率为8.5～10％。
利用本发明的树脂组合物制备的树脂基复合材料的玻璃化转变温度高于280℃，可在200℃工作条件下使用8年以上；此外本发明树脂组合物可实现树脂基复合材料的模压成型，模压制品的表观质量优良，力学性能和耐热性能均优于已有的技术方案，且经济性较好，成本降低。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：
所述芳香族多元胺选自间苯二胺。
所述饱和脂肪族多元胺是乙二胺。
一种树脂基复合材料，该树脂基复合材料是由上述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为30％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为70％。
上述的树脂基复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
实施例2
一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：
所述芳香族多元胺选自4,4’-二氨基二苯基甲烷。
所述饱和脂肪族多元胺是二亚乙基三胺。
一种树脂基复合材料，该树脂基复合材料是由上述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为40％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为60％。
上述的树脂基复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
实施例3
一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：
所述芳香族多元胺选自邻苯二胺。
所述饱和脂肪族多元胺是三亚乙基四胺。
一种树脂基复合材料，该树脂基复合材料是由上述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为35％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为65％。
上述的树脂基复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
实施例4
一种树脂组合物，其按重量份数主要包括：
所述芳香族多元胺选自二乙基甲苯二胺和二乙基苯二胺的混合物。
所述饱和脂肪族多元胺是乙二胺和二亚乙基三胺的混合物。
一种树脂基复合材料，该树脂基复合材料是由上述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为32％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为68％。
上述的树脂基复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
对比例1
对比例1为CN102382281A公开的实施例1。
对比例2
对比例2为CN101914196A公开的实施例1。
对实施例1～4、对比例1和对比例2的树脂组合物固化后得到的浇注体的性能进行比较，如下表所示，结果表明，仅含有任意两种组分的浇注体的性能远低于四种组分配合后得到的浇注体的性能，四种组分相互之间的协同效应，促进了浇注体的性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种树脂组合物，其特征在于，其按重量份数主要包括：
2.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，其按重量份数主要包括：
3.如权利要求1或2所述的树脂组合物，其特征在于，所述芳香族多元胺选自间苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、邻苯二胺、4,4’二氨基二苯砜、二乙基甲苯二胺或二乙基苯二胺中的任意一种或者至少两种的混合物。
4.如权利要求1-3之一所述的树脂组合物，其特征在于，所述饱和脂肪族多元胺是乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或四亚乙基五胺中的任意一种或者至少两种的混合物。
5.一种树脂基复合材料，其特征在于，该树脂基复合材料是由1-4之一所述的树脂组合物混合增强材料后制备得到。
6.如权利要求5所述的树脂基复合材料，其特征在于，所述增强材料包括碳纤维布或玻璃纤维布。
7.如权利要求5或6所述的树脂基复合材料，其特征在于，所述树脂基复合材料中树脂基体的体积分数为30～40％，所述增强材料形成的增强体的体积分数为60～70％。
8.一种如权利要求5-7之一所述树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
(1)制备预浸料：先将所述树脂组合物中的各组分加热溶解，再减压脱泡，然后加入稀释剂稀释，得到预浸料；
(2)模压成型：将所述预浸料均匀涂在增强材料上，合模，经保压固化后脱模，制得树脂基复合材料。
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