CN111019292A - 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法 - Google Patents

一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111019292A
CN111019292A CN201911186843.4A CN201911186843A CN111019292A CN 111019292 A CN111019292 A CN 111019292A CN 201911186843 A CN201911186843 A CN 201911186843A CN 111019292 A CN111019292 A CN 111019292A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
thermal expansion
expansion coefficient
low thermal
high temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911186843.4A
Other languages
English (en)
Inventor
姚正军
焦自保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201911186843.4A priority Critical patent/CN111019292A/zh
Publication of CN111019292A publication Critical patent/CN111019292A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Abstract

本发明涉及一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，将液态环氧树脂、固态环氧树脂在高温下搅拌混合均匀，制备成混合液；将制备的混合液与一定量空心玻璃微珠在高温下搅拌混合完全；加入适量的固化剂在高温下搅拌混合均匀，至一定的粘度；加入一定量的促进剂在高温下搅拌混合均匀。本发明的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法最终得到的环氧树脂，相比于不使用空心玻璃微珠，热膨胀系数比降低了80.3％。本发明的方法能够大大降低环氧树脂的热膨胀系数，满足实际应用过程中对材料的需求。

Description

一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法。
背景技术
我国的卫星工程发展迅速，而作为探测结构的天线反射面的精度会直接影响探测空间分辨率、灵敏度、定标精度、极化隔离度等重要指标，因此高精度天线反射面的制造是构建高性能探测系统的重要因素。同时，随着航天科技的迅速发展和卫星工程领域扩大的需要，可应用材料的工作条件日趋苛刻，特别是卫星结构，要求材料有低密度、高强度、高模量和低热膨胀系数等性能。复合材料是由两种或者两种以上的材料经适当的工艺方法而制造的多相材料，便是应运而兴的新型工程材料。成为典型的代表就是碳纤维复合材料，碳纤维复合材料拥有轻质、强度刚度好、尺寸稳定、热膨胀系数小以及耐腐蚀等优点，采用碳纤维复合材料来制造天线反射面已经成为碳纤维材料的重要应用方向。
碳纤维复合材料的主体包括两个：聚合物基体及碳纤维，常用的聚合物基体为环氧树脂。这两种基体之间的热膨胀系数存在很大的差异，碳纤维为负热膨胀材料，其热膨胀系数-12×10-6·℃-1，而环氧树脂为正热膨胀材料，一般的环氧树脂的热膨胀系数为65由于两者之间的热膨胀系数存在很大的差异，因此制备完成的碳纤维复合材料内应力较大。在实际的应用过程中，随着温度的变化，两者之间会发生轻微的变形乃至翘曲，从而影响到最终制件的精度。因此，急需降低环氧树脂的热膨胀系数，使环氧树脂与碳纤维之间的热膨胀系数差异变小，从而提高碳纤维制件的精度，以满足实际应用过程中对材料的需求。
空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，是一种微米级新型轻质材料，其主要成分是硼硅酸盐，一般粒度为10～250μm，壁厚为1～2μm；空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，它被誉为21世纪的“空间时代材料”。被忽略的是其自身的热膨胀系数很低，仅为0.5×10-6·℃-1。
发明内容
本发明的目的是提供一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，能够大大降低环氧树脂的热膨胀系数，以满足实际应用过程中对材料的需求。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)将液态环氧树脂、固态环氧树脂在高温下搅拌混合均匀，制备成混合液；
2)将上述步骤1)制备的混合液与一定量空心玻璃微珠在高温下搅拌混合完全；
3)向上述步骤2)制备的混合液中加入适量的固化剂在高温下搅拌混合均匀，至一定的粘度；
4)向上述步骤3)制备的混合液中加入一定量的促进剂在高温下搅拌混合均匀。
所述的液态环氧树脂为双酚A型128，所述的固态环氧树脂为双酚A型901或907。
所述的固化剂为双氰胺100S、DDA-5中的一种或两种，所述的促进剂为有机脲U-24M、UR300、UR500中的一种或多种。
所述的空心玻璃微珠为3M空心玻璃微球S60HS、iM16K、iM30K中的一种或多种。
步骤3)中所述的粘度为3000～30000cps。
液态环氧树脂和固态环氧树脂的质量比5:1～5:5。
步骤1)至4)中所述的高温为70℃～120℃，搅拌时间为30～60min。
所述的空心玻璃微珠的粒径为15～60μm。
步骤2)中，空心玻璃微珠的添加量为：10wt％～80wt％。
步骤2)中，固化剂的添加量为：1wt％～30wt％，步骤3)中，促进剂的添加量为：0.1wt％～10wt％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将空心玻璃微珠引入到环氧树脂体系中去，可以有效的降低环氧树脂的热膨胀系数。由于空心玻璃微珠是微小圆球，在液体树脂中要比片状、针状或不规则形状的填料更具有较好的流动性，其添加量高，且这种小微珠是各向同性的，因此不会产生因取向造成不同部位收缩率不一致的弊病，保证了产品的尺寸稳定，不会翘曲。本发明的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法最终得到的环氧树脂，相比于不使用空心玻璃微珠，热膨胀系数比降低了80.3％。本发明的方法能够大大降低环氧树脂的热膨胀系数，满足实际应用过程中对材料的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
1)将625克环氧树脂128和375克双酚A型901置于2升的带有真空装置的玻璃烧瓶中，在90℃中搅拌30min，得到溶液1，直接用于下一步反应；
2)将上步溶液1和300克S60HS置于2升的带有真空装置的玻璃烧瓶中，在90℃中搅拌30min，得到溶液2；
3)将上步溶液2中加入60克双氰胺DDA-5，在70℃搅拌30min，得到混合物1。
4)将上步混合物1中加入8克有机脲U-24M，在70℃搅拌30min，得到混合物2。此混合物2就是碳纤维复合材料所用的低热膨胀系数的环氧树脂。
本实施例制得的一种低热膨胀系数的环氧树脂，经80℃2h+120℃2h固化后，测试固化物的热膨胀系数，-30～120℃的热膨胀系数为15×10-6·℃-1。
对比例1
此对比例1为常规型环氧树脂配方。
1)将625克环氧树脂128和375克双酚A型901置于2升的带有真空装置的玻璃烧瓶中，在90℃中搅拌30min，得到溶液1，直接用于下一步反应；
2)将上步溶液1加入45克双氰胺DDA-5于2升的带有真空装置的玻璃烧瓶中，在70℃中搅拌30min，得到混合物1；
3)将上步溶液2中加入8克有机脲U-24M，在70℃中搅拌30min，得到混合物2。混合物2就是碳纤维复合材料所用的基体环氧树脂。
本对比例制得的一种常规型环氧树脂经80℃2h+120℃2h固化后，测试固化物的热膨胀系数，-30～120℃的热膨胀系数为65×10-6·℃-1。由实施例1和对比例1可以看出，本发明得到的低热膨胀系数的环氧树脂，此环氧树脂缩小了与碳纤维之间热膨胀系数差异大的情况，可用于高精度要求的碳纤维复合材料应用领域。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将液态环氧树脂、固态环氧树脂在高温下搅拌混合均匀，制备成混合液；
2)将上述步骤1)制备的混合液与一定量空心玻璃微珠在高温下搅拌混合完全；
3)向上述步骤2)制备的混合液中加入适量的固化剂在高温下搅拌混合均匀，至一定的粘度；
4)向上述步骤3)制备的混合液中加入一定量的促进剂在高温下搅拌混合均匀。
2.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的液态环氧树脂为双酚A型128，所述的固态环氧树脂为双酚A型901或907。
3.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为双氰胺100S、DDA-5中的一种或两种，所述的促进剂为有机脲U-24M、UR300、UR500中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的空心玻璃微珠为3M空心玻璃微球S60HS、iM16K、iM30K中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：步骤3)中所述的粘度为3000～30000cps。
6.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：液态环氧树脂和固态环氧树脂的质量比5:1～5:5。
7.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：步骤1)至4)中所述的高温为70℃～120℃，搅拌时间为30～60min。
8.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的空心玻璃微珠的粒径为15～60μm。
9.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，空心玻璃微珠的添加量为：10wt％～80wt％。
10.根据权利要求1所述的低热膨胀系数环氧树脂的制备方法，其特征在于：步骤2)中，固化剂的添加量为：1wt％～30wt％，步骤3)中，促进剂的添加量为：0.1wt％～10wt％。
CN201911186843.4A 2019-11-28 2019-11-28 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法 Pending CN111019292A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911186843.4A CN111019292A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911186843.4A CN111019292A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111019292A true CN111019292A (zh) 2020-04-17

Family

ID=70202666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911186843.4A Pending CN111019292A (zh) 2019-11-28 2019-11-28 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111019292A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115850981A (zh) * 2022-11-10 2023-03-28 Tcl华星光电技术有限公司 白油、背光模组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5891754A (en) * 1997-02-11 1999-04-06 Delco Electronics Corp. Method of inspecting integrated circuit solder joints with x-ray detectable encapsulant
CN105820513A (zh) * 2016-05-27 2016-08-03 江苏兆鋆新材料股份有限公司 一种耐高温固化的环氧树脂碳纤维预浸料及其制备方法和应用
CN108456398A (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种高层间断裂韧性抗冲击环氧树脂基玻璃纤维复合材料
CN110483950A (zh) * 2019-08-22 2019-11-22 重庆医科大学 一种改性环氧树脂及其制备方法与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5891754A (en) * 1997-02-11 1999-04-06 Delco Electronics Corp. Method of inspecting integrated circuit solder joints with x-ray detectable encapsulant
CN105820513A (zh) * 2016-05-27 2016-08-03 江苏兆鋆新材料股份有限公司 一种耐高温固化的环氧树脂碳纤维预浸料及其制备方法和应用
CN108456398A (zh) * 2018-01-31 2018-08-28 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种高层间断裂韧性抗冲击环氧树脂基玻璃纤维复合材料
CN110483950A (zh) * 2019-08-22 2019-11-22 重庆医科大学 一种改性环氧树脂及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
薛云飞等: "《先进金属基复合材料》", 30 April 2019, 北京理工大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115850981A (zh) * 2022-11-10 2023-03-28 Tcl华星光电技术有限公司 白油、背光模组

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4595623A (en) Fiber-reinforced syntactic foam composites and method of forming same
CN103965590B (zh) 一种协同增韧的环氧树脂复合材料及其制备方法
CN104449508A (zh) 一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法
CN105176081A (zh) 一种阻燃耐热天线罩基材的制备方法
JP2740990B2 (ja) 低熱膨張性加圧成形用樹脂組成物
CN111019292A (zh) 一种低热膨胀系数环氧树脂的制备方法
CN104559881A (zh) 一种纳米结构光热双固化透明导热环氧胶及其制备方法
CN103642173A (zh) 空心玻璃微珠复合材料的制备方法
AU565356B2 (en) Fiber-reinforced syntactic foam composites and method of forming same
CN103756253B (zh) 一种低介电常数的中空碳球/环氧树脂复合材料及其制备方法
CN105001825A (zh) 一种耐低温环氧树脂胶粘剂及其制备方法
CN114853422B (zh) 一种吸波泡沫及制备方法
CN111944467A (zh) 一种核级环氧灌封胶、制备方法及应用
CN104725777A (zh) 一种低密度高热稳定性的环氧树脂基体的制备
CN107353598A (zh) 玻纤环氧模塑料及其制备方法
CN110862651A (zh) 一种零收缩环氧树脂的制备方法
CN113667282A (zh) 应用于bmc树脂的纳米多功能性复合材料
CN111471274A (zh) 一种环氧树脂、预浸料复合材料及其制备方法
CN112961462A (zh) 一种环氧树脂泡沫塑料及其制备方法和应用
CN111825980A (zh) 协同增效的邻苯二甲腈树脂复合材料及其制备方法
CN114774048B (zh) 一种高热导率的应变计贴片胶的制备方法及应变式传感器
CN107987771A (zh) 一种双组份锚杆用粘钢胶及其制备方法
JP3377110B2 (ja) 型用エポキシ樹脂組成物及びそれから得られる樹脂型
JPS6385018A (ja) 高純度シリカガラスの製造方法
CN117264375A (zh) 一种环氧树脂组合物及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200417

RJ01 Rejection of invention patent application after publication