CN107936479A - 一种低收缩环氧树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低收缩环氧树脂及其制备方法，该环氧树脂由以下重量份的组分制备而成：双酚A型环氧树脂100～110份，固化剂30～50份，苯并噁嗪树脂30份。本发明获得的低收缩环氧树脂与本体树脂相比，收缩率降低了70％，同时环氧树脂的力学性能未发生变化，可应用于在高精度碳纤维复合材料结构件的制备。

Description

一种低收缩环氧树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料制备领域，具体涉及一种低收缩环氧树脂及其制备方法。

背景技术

碳纤维复合材料以其比强度高、比刚度大、力学性能可设计性，在航天特别是卫星上得到了大量的应用，其在卫星上的应用已达到卫星总重量的90％以上。随着航天探索功能的不断拓展，复合材料结构件的尺寸越来越大(2m及以上)、型面精度越来越高(由毫米级达到亚毫米级)，而影响高精度复合材料结构件制造的因素较多，其中一个重要的因素是树脂体系高温固化过程中的体积收缩引起精度变化，因此必须降低树脂体系的体积收缩率。

碳纤维复合材料结构件中常用树脂体系为环氧树脂体系，环氧树脂体系固化过程中分子间由范德华力变为共价键力，化学键的变化导致体系收缩，在环氧树脂体系固化过程中引入开环聚合的树脂，利用开环聚合中分子结构的膨胀抵消环氧树脂体系的收缩是一种有效的方法，但环氧树脂体系中固化反应与开环聚合反应的机理相差较大，必须采用最佳的配方才能达到固化收缩率降低的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低收缩环氧树脂配方。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低收缩环氧树脂，由以下重量份的组分制备而成：

双酚A型环氧树脂 100～110份，

固化剂 30～50份，

苯并噁嗪树脂 30份。

优选地，由以下重量份的组分制备而成：

双酚A型环氧树脂 100份，

固化剂 30份，

苯并噁嗪树脂 30份。

优选地，所述双酚A型环氧树脂为E-51环氧树脂或E-44树脂体系。

优选地，所述固化剂为脂环胺类固化剂。

优选地，所述苯并噁嗪为粘稠液体或液态。

本发明还提供了上述一种低收缩环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

S1、根据权利要求上述的配方称取各原料；

S2、将称取的双酚A型环氧树脂与称取的三分之二的苯并噁嗪混合后加热至50℃，进行机械搅拌30min后，常温静置，得反应物A；

S3、将固化剂与剩余的苯并噁嗪常温下混合后，机械搅拌5min，，进行超声振荡60min 后在真空干燥箱中静置24小时，得混合物B；

S4、将所得的反应物A与混合物B混合后，超声振动同时进行机械搅拌60min，，即得所述低收缩环氧树脂。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明获得的环氧树脂体系在固化过程中的收缩率低，与本体树脂相比，树脂体系收缩率由3.45％降到1％。

(2)加入苯并噁嗪后，环氧树脂的力学性能未发生变化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种低收缩环氧树脂，其各组分及重量份数如表1所示。其制备方法包括以下步骤：

取双酚A型环氧树脂E-51 100份、苯并噁嗪20份混合后进行机械搅拌(转速2000转/min)30min后备用；

取30份脂环胺、苯并噁嗪10份，混合后机械搅拌5min，然后进行超声振荡60min 后在真空干燥箱中静置24小时；

将上述混合好的两种液体混合后进行超声振动60min同时进行机械搅拌，混合完成后放入冰箱存储备用。

实施例2

取双酚A型环氧树脂E-51 100份、苯并噁嗪20份混合后进行机械搅拌(转速2000转/min)30min后备用；

取40份脂环胺、苯并噁嗪10份，混合后机械搅拌5min，然后进行超声振荡60min 后在真空干燥箱中静置24小时；

将上述混合好的两种液体混合后进行超声振动60min同时进行机械搅拌，混合完成后放入冰箱存储备用。

对比例1

取双酚A型环氧树脂E-51 110份、苯并噁嗪20份混合后进行机械搅拌(转速2000转/min)30min后备用；

取40份脂环胺、苯并噁嗪10份，混合后机械搅拌5min，然后进行超声振荡60min 后在真空干燥箱中静置24小时；

将上述混合好的两种液体混合后进行超声振动60min同时进行机械搅拌，混合完成后放入冰箱存储备用。

对比例2

取双酚A型环氧树脂E-51 110份、苯并噁嗪20份混合后进行机械搅拌(转速2000转/min)30min后备用；

取50份脂环胺、苯并噁嗪10份，混合后机械搅拌5min，然后进行超声振荡60min 后在真空干燥箱中静置24小时；

将上述混合好的两种液体混合后进行超声振动60min同时进行机械搅拌，混合完成后放入冰箱存储备用。

表1 实施例1-2和对比例1-4中各组分及其重量份数

经过检测，实施例1-2和对比例1-2所制备的环氧树脂体系的检测结果如表2所示。

表2

综上所述，本发明所获得的环氧树脂体系在固化过程中的收缩率低，与本体树脂相比，树脂体系收缩率由3.45％降到1％。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种低收缩环氧树脂，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：

双酚A型环氧树脂 100～110份，

固化剂 30～50份，

苯并噁嗪树脂 30份。

2.如权利要求1所述的低收缩环氧树脂，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：

双酚A型环氧树脂 100份，

固化剂 30份，

苯并噁嗪树脂 30份。

3.如权利要求1所述的低收缩环氧树脂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为E-51环氧树脂或E-44树脂体系。

4.根据权利要求1所述的低收缩环氧树脂，其特征在于：所述固化剂为脂环胺类固化剂。

5.根据权利要求1所述的低收缩环氧树脂，其特征在于：所述苯并噁嗪为粘稠液体或液态。

6.一种低收缩环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据权利要求1-5任一项所述的配方称取各原料；

S2、将称取的双酚A型环氧树脂与称取的三分之二的苯并噁嗪混合后加热至50℃～70℃，进行机械搅拌30min后，常温静置，得反应物A；

S3、将固化剂与剩余的苯并噁嗪常温下混合后，机械搅拌5min，，进行超声振荡60min后在真空干燥箱中静置24小时，得混合物B；

S4、将所得的反应物A与混合物B混合后，超声振动同时进行机械搅拌60min，，即得所述低收缩环氧树脂。