CN107974048A - 环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体地说是一种环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按重量计，将80～150份环氧树脂、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入1～50份氰酸酯树脂、0.1～10份偶联剂，分散均匀后，得到树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序，固化后得到环氧树脂氰酸酯树脂复合材料。

Description

环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体地说是一种耐光照老化性能环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法。
背景技术
众所周知，环氧树脂具有优良的粘结、耐腐蚀、绝缘等性能，广泛应用于粘合剂、涂料、电气绝缘材料以及复合材料中。由于环氧树脂复合材料具有强度较高、密度低的特点，已经逐渐成为工业领域不可缺少的基础材料之一。然而环氧复合材料在耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、脆性等方面存在不足，使其应用受到了很大的限制。尤其是长期在阳光下曝晒，加速树脂的老化。
氰酸酯树脂具有良好的力学性能，介电性能，耐热性能等，它与酚醛树脂，环氧树脂，双马来酰亚胺树脂共同构成四大高性能树脂基体材料。因其突出的介电性能，介电常数（2.8-3.2），介电损耗（0.002-0.008），可以用于结构材料、透波材料、介电功能材料等，应用于航空航天、电子信息等领域。但是，目前氰酸酯树脂存在工艺性差、韧性差、适用期及储存期短、硬度差、耐磨性差等不足。尤其是长期在阳光下曝晒，加速树脂的老化。
紫外线吸收剂是一种能够抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑胶原料耐光性的物质,而它们大多数能吸收紫外线。太阳光中的紫外线是对高分子材料产生老化作用的主要原因。紫外线虽然仅占阳光的5%左右，但是能量却很大，其能量足以破坏聚合物的化学键，使其分子链断裂、交联，致使其力学性能发生恶变，同时，它的颜色也发生变化。
抗氧剂的作用是消除自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有的技术不足，提供一种环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，热稳定性、工艺性、耐磨性、耐光照老化等综合性能显著提高。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按重量计，将80～150份环氧树脂、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入1～50份氰酸酯树脂、0.1～10份偶联剂，分散均匀后，得到树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序，固化后得到环氧树脂氰酸酯树脂复合材料。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂中的一种或其任意比例的混合物。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或与抗氧剂168的复配物中的一种。
所述的增韧剂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、丁晴橡胶、聚碳酸酯中的一种或其任意比例的混合物。
所述的紫外线吸收剂为UV-328、UV-327、UV-531、 UV-9、UV-O、UV-P一种或其任意比例的混合物。
所述的偶联剂为KH550、KH560中的一种或其任意比例的混合物。
所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或其任意搭配的混编织物。
所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯树脂、双酚M型氰酸酯树脂、双环戊二烯型氰酸酯树脂中的一种或其任意比例的混合物。
本发明的有益效果是，添加紫外线吸收剂和抗氧剂到环氧树脂氰酸酯树脂体系中，使得制备的复合材料具有更好的耐光照老化特性。添加增韧剂到环氧树脂氰酸酯树脂体系中，改善了树脂的脆性，使得制备的复合材料具有一定的韧性。制备的环氧树脂氰酸酯树脂体系，具有良好的工艺性，可以进行涂膜及复合工艺，来制备预浸料，制备工艺简单、生产成本低、综合性能优异。添加氰酸酯树脂到环氧树脂体系中，使得制备的复合材料具有更好的耐湿热性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1：
按下述配方备料：
双酚F型环氧树脂 100质量份；
双酚A型氰酸酯树脂 20质量份；
抗氧剂1010 0.3质量份；
抗氧剂168 0.3质量份；
UV-9 0.5质量份；
聚芳醚酮 6质量份；
KH560 0.5质量份。
将100份双酚F型环氧树脂 、6份聚芳醚酮，在130℃下搅拌，待熔解分散均匀后，降温到110℃，加入0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.5份UV-9，熔解分散均匀后，降温到80℃，加入20份双酚A型氰酸酯树脂、0.5份KH560，待分散均匀后，将混合完的树脂直接倒入涂膜机的胶槽中，进行涂膜工序，然后在复合机上进行复合工序，将树脂与纤维结合，得到预浸料。将预浸料裁剪、铺层，放入热压罐进行升温固化，固化工艺为120℃/1h+150℃/3h，然后冷却，脱模，即得一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂复合材料。同时，将树脂组合物倒入平板模具，放入烘箱，固化工艺为120℃/1h+150℃/3h，固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果：拉伸强度为72MPa，拉伸模量为3GPa，弯曲强度为88MPa，弯曲模量为3.2GPa，耐光性等级为4级。
实施例2：
按下述配方备料：
双酚F型环氧树脂 120质量份；
双酚A型氰酸酯树脂 25质量份；
抗氧剂1076 0.3质量份；
抗氧剂168 0.3质量份；
UV-327 0.5质量份；
聚芳醚砜 8质量份；
KH550 0.5质量份。
将80份双酚F型环氧树脂、8份聚芳醚砜，在150℃下搅拌，待熔解分散均匀后，降温到110℃，加入0.3份抗氧剂1010、0.3份抗氧剂168、0.5份UV-327，熔解分散均匀后，降温到80℃，加入25份双酚A型氰酸酯树脂、0.5份KH550，待分散均匀后，将混合完的树脂直接倒入涂膜机的胶槽中，进行涂膜工序，然后在复合机上进行复合工序，将树脂与纤维结合，得到预浸料。将预浸料裁剪、铺层，放入热压罐进行升温固化，固化工艺为120℃/1h+150℃/3h，然后冷却，脱模，即得一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂复合材料。同时，将树脂组合物倒入平板模具，放入烘箱，固化工艺为120℃/1h+150℃/3h，固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果：拉伸强度为75MPa，拉伸模量为3.3GPa，弯曲强度为90MPa，弯曲模量为3.1GPa，耐光性等级为4级。

Claims (8)

1.一种环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：按重量计，将80～150份环氧树脂、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入1～50份氰酸酯树脂、0.1～10份偶联剂，分散均匀后，得到树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序，固化后得到环氧树脂氰酸酯树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂中的一种或其任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或与抗氧剂168的复配物中的一种。
4.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的增韧剂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、丁晴橡胶、聚碳酸酯中的一种或其任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的紫外线吸收剂为UV-328、UV-327、UV-531、 UV-9、UV-O、UV-P一种或其任意比例的混合物。
6.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的偶联剂为KH550、KH560中的一种或其任意比例的混合物。
7.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或其任意搭配的混编织物。
8.根据权利要求1所述环氧树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯树脂、双酚M型氰酸酯树脂、双环戊二烯型氰酸酯树脂中的一种或其任意比例的混合物。
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