CN113637292A - 一种耐低温树脂复合材料的制备方法 - Google Patents
一种耐低温树脂复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113637292A CN113637292A CN202111123167.3A CN202111123167A CN113637292A CN 113637292 A CN113637292 A CN 113637292A CN 202111123167 A CN202111123167 A CN 202111123167A CN 113637292 A CN113637292 A CN 113637292A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- composite material
- resin composite
- epoxy resin
- resistant resin
- 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
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KEOUIRVJRXECRC-UHFFFAOYSA-N 6-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]-6-oxohexanoic acid Chemical compound CCCCOCCOCCOC(=O)CCCCC(O)=O KEOUIRVJRXECRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- -1 small molecule amine Chemical class 0.000 claims 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 15
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011157 advanced composite material Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
一种耐低温树脂复合材料的制备方法，本发明涉及一种耐低温树脂复合材料的制备方法。本发明是为了解决现有树脂复合材料冷热交变性能较差的问题。一、称料；二、将环氧树脂加热至100～110℃，然后在室温下将石墨烯和耐寒助剂加入到环氧树脂中，置于行星搅拌器中，转速设置为1800r/min，旋转搅拌30s，得到混合液；然后将混合液加热至130～140℃后加入改性聚醚酮树脂，搅拌50～80min后加入纳米固化剂，混合均匀后加热固化，得到耐低温树脂复合材料。本发明用于制备耐低温树脂复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐低温树脂复合材料的制备方法。
背景技术
未来深冷环境用先进复合材料构件需在承受-196℃～50℃冷热交变、高度真空度等苛刻条件下稳定运行。航天领域复合材料构件多采用环氧树脂作为基体材料，其具有力学性能优异，工艺性好，抗空间辐照性能良好等优点。环氧树脂是一种高分子聚合物，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂具有优异的黏合性、电绝缘性和化学稳定性，易于加工、有良好的尺寸稳定性和低成本，广泛用于黏合剂、电子仪器仪表、航空航天、机械、轻工、建筑、涂料、电子绝缘和先进复合材料中。但是其脆性较大，耐温性、冷热交变性能较差，导致在航天极端环境中应用效果变差，已不能满足深空航天器的应用需求。
发明内容
本发明是为了解决现有树脂复合材料冷热交变性能较差的问题，提供了一种耐低温树脂复合材料的制备方法。
本发明耐低温树脂复合材料的制备方法是按以下步骤进行：
一、按重量份数称取60～70份环氧树脂、5～8份石墨烯、10～15份纳米固化剂、2～6份耐寒助剂和10～15份改性聚醚酮树脂；
二、将称取的60～70份环氧树脂加热至100～110℃，然后在室温下将5～8份石墨烯和2～6份耐寒助剂加入到环氧树脂中，置于行星搅拌器中，转速设置为1800r/min，旋转搅拌30s，得到混合液；
三、然后将混合液加热至130～140℃后加入10～15份改性聚醚酮树脂，搅拌50～80min后加入10～15份纳米固化剂，混合均匀后加热固化，得到耐低温树脂复合材料。
本发明的优点：
本发明加入热塑性的改性聚醚酮树脂、石墨烯和纳米固化剂共同使用这三种组分，通过其协同作用提高环氧树脂的低温韧性，同时保证较高的高温强度和冷热冲击性能。制备得到的耐低温树脂复合材料兼具-196℃韧性(＞20KJ/m2)和室温韧性，经过100次冷热循环(-196℃～80℃)未见裂纹。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种耐低温树脂复合材料的制备方法是按以下步骤进行：
一、按重量份数称取60～70份环氧树脂、5～8份石墨烯、10～15份纳米固化剂、2～6份耐寒助剂和10～15份改性聚醚酮树脂；
二、将称取的60～70份环氧树脂加热至100～110℃，然后在室温下将5～8份石墨烯和2～6份耐寒助剂加入到环氧树脂中，置于行星搅拌器中，转速设置为1800r/min，旋转搅拌30s，得到混合液；
三、然后将混合液加热至130～140℃后加入10～15份改性聚醚酮树脂，搅拌50～80min后加入10～15份纳米固化剂，混合均匀后加热固化，得到耐低温树脂复合材料。
本实施方式热塑性树脂增韧的原理主要是在环氧树脂中形成连续相以及半互穿网络，利用第二相进行增韧，该增韧方法在低温下依然效果明显；纳米固化剂可有效分散材料产生的集中应力，避免材料而出现裂纹。
制备得到的耐低温树脂复合材料兼具-196℃韧性(＞20KJ/m2)和室温韧性，经过100次冷热循环(-196℃～80℃)未见裂纹。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂中一种或两者的组合。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中耐寒助剂为二甘醇单丁醚己二酸酯、尼龙酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤三中所述纳米固化剂是将八环氧基笼形倍半硅氧烷、小分子胺、柔性胺类固化剂和溶剂混合，在保护气氛下加热搅拌进行化学接枝反应得到的。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述小分子胺为二乙醇胺或三乙醇胺；所述柔性胺类固化剂为聚醚胺D230、聚醚胺T403、聚醚胺D400或聚酰胺650；所述化学接枝反应的温度为80～120℃，时间为8～12h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中所述固化反应的温度为80～120℃，时间为3～6h。其它与具体实施方式一至五之一相同。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
一种耐低温树脂复合材料的制备方法是按以下步骤进行：
一、按重量份数称取60～70份环氧树脂、5～8份石墨烯、10～15份纳米固化剂、2～6份耐寒助剂和10～15份改性聚醚酮树脂；
二、将称取的60～70份环氧树脂加热至100～110℃，然后在室温下将5～8份石墨烯和2～6份耐寒助剂加入到环氧树脂中，置于行星搅拌器中，转速设置为1800r/min，旋转搅拌30s，得到混合液；
三、然后将混合液加热至130～140℃后加入10～15份改性聚醚酮树脂，搅拌50～80min后加入10～15份纳米固化剂，混合均匀后加热固化，得到耐低温树脂复合材料。
在-196℃～80℃冷热冲击实验，将试样放在80℃烘箱中15分钟，取出后立即浸泡入液氮中，浸泡15分钟，拿出后立即放入80℃烘箱。反复100次后胶接面未出现开裂现象。
Claims (6)
1.一种耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在于耐低温树脂复合材料的制备方法是按以下步骤进行：
一、按重量份数称取60～70份环氧树脂、5～8份石墨烯、10～15份纳米固化剂、2～6份耐寒助剂和10～15份改性聚醚酮树脂；
二、将称取的60～70份环氧树脂加热至100～110℃，然后在室温下将5～8份石墨烯和2～6份耐寒助剂加入到环氧树脂中，置于行星搅拌器中，转速设置为1800r/min，旋转搅拌30s，得到混合液；
三、然后将混合液加热至130～140℃后加入10～15份改性聚醚酮树脂，搅拌50～80min后加入10～15份纳米固化剂，混合均匀后加热固化，得到耐低温树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述的耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂中一种或两者的组合。
3.根据权利要求1所述的耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中耐寒助剂为二甘醇单丁醚己二酸酯、尼龙酸二辛酯和邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在步骤三中所述纳米固化剂是将八环氧基笼形倍半硅氧烷、小分子胺、柔性胺类固化剂和溶剂混合，在保护气氛下加热搅拌进行化学接枝反应得到的。
5.根据权利要求4所述的耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述小分子胺为二乙醇胺或三乙醇胺；所述柔性胺类固化剂为聚醚胺D230、聚醚胺T403、聚醚胺D400或聚酰胺650；所述化学接枝反应的温度为80～120℃，时间为8～12h。
6.根据权利要求1所述的耐低温树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中所述固化反应的温度为80～120℃，时间为3～6h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111123167.3A CN113637292A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 一种耐低温树脂复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111123167.3A CN113637292A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 一种耐低温树脂复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113637292A true CN113637292A (zh) | 2021-11-12 |
Family
ID=78426149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111123167.3A Pending CN113637292A (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 一种耐低温树脂复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113637292A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109439247A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-03-08 | 北京航空航天大学 | 一种可低温及高低温循环使用的环氧树脂胶粘剂 |
| CN110698829A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-17 | 苏州通亿利模具实业有限公司 | 一种耐低温高韧性复合材料 |
| CN113174031A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-07-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种具备内增韧功能的纳米体固化剂及其制备方法 |
| CN113429747A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-09-24 | 北京理工大学 | 一种耐低温增韧环氧树脂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-09-24 CN CN202111123167.3A patent/CN113637292A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109439247A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-03-08 | 北京航空航天大学 | 一种可低温及高低温循环使用的环氧树脂胶粘剂 |
| CN110698829A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-17 | 苏州通亿利模具实业有限公司 | 一种耐低温高韧性复合材料 |
| CN113174031A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-07-27 | 哈尔滨工程大学 | 一种具备内增韧功能的纳米体固化剂及其制备方法 |
| CN113429747A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-09-24 | 北京理工大学 | 一种耐低温增韧环氧树脂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106062030B (zh) | 树脂组合物 | |
| US3686359A (en) | Curable polyepoxide compositions | |
| CN101096412A (zh) | 一种用于环氧树脂的固化剂及低温用环氧胶粘剂 | |
| CN112341973B (zh) | 一种双组份常温固化环氧树脂弹性体组合物及制备方法 | |
| CN107815070A (zh) | 一种室温固化低粘度高强度环氧树脂浇注料及制备方法 | |
| CN110294931B (zh) | 一种双马来酰亚胺树脂基体及其制备方法与应用 | |
| CN105602202A (zh) | 一种树脂组合物及其预浸料和复合材料 | |
| CN104449508A (zh) | 一种柔韧性环氧结构胶及其制备方法 | |
| CN109486461A (zh) | 一种高稳定性led封装用导电银胶及其制备方法 | |
| CN113174031B (zh) | 一种内增韧纳米粒子固化剂和环氧树脂基体及其制备方法 | |
| Zhao et al. | Accelerated‐curing epoxy structural film adhesive for bonding lightweight honeycomb sandwich structures | |
| CN113637292A (zh) | 一种耐低温树脂复合材料的制备方法 | |
| CN111087754B (zh) | 缠绕用高模量高韧性树脂基体及其制备方法和应用 | |
| CN112322244A (zh) | 一种耐高温胶粘剂及其制备方法 | |
| KR20140148081A (ko) | 저온 경화형 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그, 및 상기 프리프레그를 적층시킨 저온 경화형 섬유 강화 고분자 복합재료 | |
| JPH02113031A (ja) | 繊維複合材料用エポキシ樹脂混合物 | |
| CN113956754B (zh) | 一种与熔结粉末环氧涂料配套的无溶剂环氧饮水舱涂料及其制备方法 | |
| CN103030787A (zh) | 一种苯并咪唑-环氧基体树脂及其制备方法 | |
| CN107365498B (zh) | 超导磁体用高温成型绝缘材料及制备方法 | |
| KR20200071120A (ko) | 수지 조성물 및 수지 주입 공정 | |
| KR101082926B1 (ko) | 극저온 바인더, 및 이를 이용한 흡착 패널을 포함하는 극저온 펌프 | |
| Fabian et al. | Characterization and qualification of cyanate ester/epoxy insulation for NSTX-U fusion magnets | |
| CN113512269A (zh) | 一种改性环氧树脂的制备方法及使用方法 | |
| KR101880003B1 (ko) | 저온경화가 가능한 고온구조용 혼합 페이스트 접착제 | |
| Xiao et al. | Low Viscosity Epoxy Structural Adhesive Cured at Room Temperature for Crack Repair of Subway Tunnel |
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 | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211112 |