CN114230973B - 一种ooa工艺用环氧树脂组合物及其复合材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种OOA工艺用环氧树脂组合物及其复合材料制备方法，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂混合物、固化剂、促进剂和增韧剂，所述环氧树脂混合物由液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂组成；其中，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为50～70份，所述固化剂为20～25份，所述促进剂为2～5份，所述增韧剂为3～5份；所述液态四官能度环氧树脂为30～42份；所述酚醛型环氧树脂为20～28份；所述增韧剂包括单壁碳纳米管和环氧树脂。使用本发明制备的环氧树脂组合物制备得到的树脂基复合材料具有孔隙率低，力学性能优异的优点。

Description

一种OOA工艺用环氧树脂组合物及其复合材料制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种OOA工艺用环氧树脂组合物及其复合材料制备方法。
背景技术
目前，航空航天用高性能树脂基复合材料主要采用热压罐工艺成型，但热压罐成型工艺存在能源消耗大、设备制造和运行成本高以及对成型模具要求高等问题，这些因素成为制约复合材料广泛应用的一个“瓶颈”。而非热压罐成型(OOA)工艺(又名VBO工艺)，是一种低成本的复合材料制备工艺，其与热压罐成型工艺的主要区别在于材料成型时不需施加外压，因此，从设备、成型和模具等成本方面考虑，该工艺都优于热压罐成型工艺。
孔隙率是影响复合材料性能的重要因素，在一般的热压罐成型工艺中，航空航天主承力结构件的孔隙率应低于1％，次承力结构件的孔隙率应低于 2％；而由于OOA工艺的成型压力较低，因此制备得到的复合材料的孔隙率较高，传统的热压罐固化预浸料若采用OOA工艺进行固化，复合材料的孔隙率可高达5％～10％，这严重制约了OOA工艺的应用；因此，降低复合材料的孔隙率并达到热压罐复合材料孔隙率的水平成为OOA工艺研究的首要任务。
发明内容
本发明提供了一种OOA工艺用环氧树脂组合物及其复合材料制备方法，使用此环氧树脂组合物制备得到的树脂基复合材料具有孔隙率低，力学性能优异的优点。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂混合物、固化剂、促进剂和增韧剂，所述环氧树脂混合物由液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂组成；其中，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为50～70份，所述固化剂为20～25份，所述促进剂为2～5份，所述增韧剂为3～5份；
所述液态四官能度环氧树脂为30～42份；所述酚醛型环氧树脂为20～28 份；
所述增韧剂包括单壁碳纳米管和环氧树脂。
优选地，所述液态四官能度环氧树脂为四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂；
所述酚醛型环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
更为优选地，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为58～62份，所述固化剂为23～25份，所述促进剂为2～4份，所述增韧剂为3～5份。
优选地，所述固化剂为芳香胺类固化剂；所述促进剂为咪唑类促进剂。
优选地，所述增韧剂中所述单壁碳纳米管的质量分数为1～2％；
所述增韧剂中的所述环氧树脂为酚醛型环氧树脂，优选为酚醛型环氧树脂E-51。
优选地，所述环氧树脂组合物还包括消泡剂；其中，以质量份数计，所述消泡剂的添加量为0.5～1份。
第二方面，本发明提供了上述第一方面所述的OOA工艺用环氧树脂组合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将液态四官能度环氧树脂和固化剂搅拌后得到混合物I；
(2)向步骤(1)所述混合物I中加入酚醛型环氧树脂、促进剂和任选地消泡剂，搅拌后得到混合物II；
(3)将增韧剂加入到步骤(2)所述混合物II中，搅拌后得到所述OOA 工艺用环氧树脂组合物。
第三方面，本发明提供了一种上述第一方面和第二方面所述的OOA工艺用环氧树脂制备树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将权利要求1-6中任一项所述OOA工艺用环氧树脂组合物与纤维通过热熔法制备得到预浸料；其中，所述部分浸润预浸料的浸润度为 60％～80％；
(2)将所述预浸料铺贴在模具表面，密封后进行预压实，得到预浸料铺层；
(3)将所述预浸料铺层依次经预固化和后固化后得到所述复合材料。
优选地，在步骤(1)中，所述OOA工艺用环氧树脂组合物的粘度为 15000～30000mPa·s；
所述纤维为碳纤维；所述纤维的添加量为60～65wt％。
优选地，在步骤(2)中，所述预压实的压力为0.5～1MPa，时间为1.5～2h；
在步骤(3)中，所述预固化的温度为90～110℃，时间为1.5～2h；
所述后固化的温度为130～180℃，时间为2～3h。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明采用的液态四官能度环氧树脂与酚醛型环氧树脂可以发生交联反应，从而增加树脂体系的机械强度，配合本发明中的增韧剂单壁碳纳米管，不仅能使树脂体系增韧增强，也可以提高树脂体系的工艺性；
(2)本发明中采用的咪唑促进剂不仅可以作为芳香胺类固化剂的促进剂，缩短固化反应时间，同时咪唑类促进剂自身可以作为树脂体系的中温固化剂，使该树脂体系不仅能够在高温下固化，在中温范围内也能固化，从而扩大该树脂体系的应用范围；
(3)本发明将环氧树脂组合物与纤维混合制备得到预浸料，预浸料内部的纤维可以充当导气通道，使得预浸料内的气体在真空压力下就可排出，从而保证复合材料在较低的成型压力下，就能具备较低的孔隙率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的OOA工艺制备得到的树脂基复合材料的无损检测图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明第一方面提供了一种OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括环氧树脂混合物、固化剂、促进剂和增韧剂，所述环氧树脂混合物由液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂组成；其中，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为50～70份(例如，可以为50份、52份、 55份、58份、60份、62份、64份、66份、68份或70份)，所述固化剂为 20～25份(例如，可以为20份、21份、22份、23份、24份或25份)，所述促进剂为2～5份(2份、3份、4份或5份)，所述增韧剂为3～5份(例如，可以为3份、3.5份、4份、4.5份或5份)；
所述液态四官能度环氧树脂为30～42份；所述酚醛型环氧树脂为20～28 份；
所述增韧剂包括单壁碳纳米管和环氧树脂。
本发明为了解决现有技术中OOA工艺因成型压力低，导致制备得到的复合材料的孔隙率较高，以及力学性能较差的问题，首先制备了一种OOA 工艺用环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物采用液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂进行混合，由于液态四官能度环氧树脂中含有较高的环氧官能团，其与酚醛型环氧树脂可以发生反应生成交联致密的树脂体系，从而能够增强树脂体系的机械强度，同时配合本发明中的增韧剂，可以进一步提高树脂体系的力学性能；此外，本发明中的促进剂可以与固化剂发生协同作用，促进剂不仅能够作为固化剂的促进剂，缩短固化反应时间，同时，该促进剂自身还可作为中温固化剂，使得该环氧树脂体系不仅能够在高温下固化，在中温下也能固化，从而扩大了该树脂体系的应用范围。
根据一些优选的实施方式，所述液态四官能度环氧树脂为四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂；
所述酚醛型环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
需要说明的是，在本发明中，若液态四官能度环氧树脂的添加量过高，则会导致整个树脂体系的粘度增大，进而导致操作难度增加，工艺性变差；若液态四官能度环氧树脂的添加量过低，则会使得树脂体系粘度太差，在后续的复合材料制备过程中预浸料的贴附效果差，同样造成工艺性变差。
根据一些优选的实施方式，优选地，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为58～62份(例如，可以为58份、59份、60份、61份或62份)，所述固化剂为23～25份(例如，可以为23份、24份或25份)，所述促进剂为 2～4份(例如，可以为2份、2.5份、3份、3.5份或4份)，所述增韧剂为 3～5份(例如，可以为3份、3.5份、4份、4.5份或5份)。
根据一些优选的实施方式，所述固化剂为芳香胺类固化剂；所述促进剂为咪唑类促进剂。
在本发明中，咪唑类促进剂不仅可以作为芳香胺类固化剂的促进剂，缩短固化反应时间；同时咪唑类促进剂自身可以作为环氧树脂的低温固化剂，与本发明中的芳香胺类高温固化剂相互配合使用，不仅可以降低树脂体系固化温度，而且使得该树脂体系在中温(130℃)和高温(180℃)下均可固化，从而达到一种树脂体系，多种用途的效果。
根据一些优选的实施方式，所述增韧剂中所述单壁碳纳米管的质量分数为1～2％；
所述增韧剂中所述环氧树脂为酚醛型环氧树脂，优选为酚醛型环氧树脂 E-51。
现有技术中，常采用多壁碳纳米管作为树脂体系的增韧剂，然而由于多壁碳纳米管在成型时，各层之间容易成为陷阱中而捕获各种缺陷，因此多壁碳纳米管的管壁上通常存在缺陷，在增韧树脂体系的同时，还会降低树脂体系的强度；而在本发明中，采用的单壁碳纳米管，与多壁碳纳米管相比，单壁碳纳米管直径较小，缺陷较少，具有更高的均匀一致性，增韧效果不仅明显优于多壁碳纳米管，而且在增韧增强树脂体系的同时，还能提高树脂体系的工艺性。在本发明中，采用单壁碳纳米管与酚醛型环氧树脂的混合物，主要是由于单壁碳纳米管的粉末很细，单纯的单壁碳纳米管向树脂体系中的添加难度较大，因此，首先将单壁碳纳米管与粘度较低的酚醛型环氧树脂进行混合，可以降低工艺的操作难度。
在一个优选的实施方式中，所述增韧剂中所述单壁碳纳米管的质量分数为1～2％(例如，可以为1％、1.2％、1.5％、1.8％或2％)，经本实验证实，若增韧剂的添加量低于上述范围，则无法有效提高树脂体系的增韧增强效果；若增韧剂的添加量高于上述范围，虽然能够提高树脂体系的强度和韧性，但由于碳纳米管的表面能较大，具有较强的黏着性，若添加量过多，会使树脂体系的粘度增加，从而使工艺性变差。
根据一些优选的实施方式，所述环氧树脂组合物还包括消泡剂；其中，以质量份数计，所述消泡剂的添加量为0.5～1份。
需要说明的是，在本发明中，消泡剂可以改变环氧树脂混合物的表面性能，进一步提高环氧树脂混合物在后续做预浸料时的浸润功能，消泡剂可以为任意一种消泡剂。
第二方面，本发明提供了一种上述所述的OOA工艺用环氧树脂组合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将液态四官能度环氧树脂和固化剂搅拌后得到混合物I；
(2)向步骤(1)所述混合物I中加入酚醛型环氧树脂、促进剂和任选地消泡剂，搅拌后得到混合物II；
(3)将增韧剂加入到步骤(2)所述混合物II中，搅拌后得到所述OOA 工艺用环氧树脂组合物。
需要说明的是，在本发明中，对上述搅拌的搅拌速率和时间无特殊要求，只要保证各个原料物质搅拌均匀即可，同时在搅拌过程中注意不要将粉末状固化物扬出容器之外。
本发明还提供了一种上述第一方面和第二方面所述的OOA工艺用环氧树脂制备树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将权利要求1-6中任一项所述OOA工艺用环氧树脂组合物与纤维通过热熔法制备得到预浸料；其中，所述部分浸润预浸料的浸润度为60～80％；
(2)将所述预浸料铺贴在模具表面，密封后进行预压实，得到预浸料铺层；
(3)将所述预浸料铺层依次经预固化和后固化后得到所述复合材料。
需要说明的是，在将环氧树脂组合物与纤维通过热熔法制备预浸料时， OOA预浸料为上中下结构，上下两层为全部被环氧树脂组合物浸润的浸润层，中间是干纤维层，为了保证预浸料的中间有足够的纤维作为导气通道，制备预浸料时，两层树脂膜之间的缝隙要稍大于预浸料的厚度，同时整体的浸润度保持在60-80％之间。
根据一些优选的实施方式，在步骤(1)中，所述OOA工艺用环氧树脂组合物的粘度为15000～30000mPa·s；
所述纤维为碳纤维；所述纤维的添加量为60～65wt％。
在一个优选的实施方式中，在步骤(1)中，所述OOA工艺用环氧树脂组合物的粘度为15000～30000mPa·s(例如，可以为15000mPa·s、18000mPa·s、 20000mPa·s、23000mPa·s、25000mPa·s、28000mPa·s或30000mPa·s)，由于将环氧树脂组合物与纤维制备预浸料时，预浸料中会留有部分干纤维，这些干纤维在固化过程中承担着导气的作用。如果环氧树脂组合物黏度低于上述范围，在加热过程中树脂浸润纤维的速率过快，导致内部气体来不及导出，从而导致复合材料孔隙率增多；反之，若环氧树脂组合物的黏度高于上述范围，则会导致无法浸润干纤维，最终使得复合材料出现分层问题，因此，树脂组合物的粘度控制在本发明上述范围内可以保证制备得到的复合材料性能最佳。
需要说明的是，在本发明中，纤维可以为T700和T800碳纤维，纤维的添加量在60～65wt％(例如，可以为60wt％、61wt％、62wt％、63wt％、64wt％或65wt％)，若纤维的添加量高于上述范围，则在固化过程中环氧树脂不能将纤维浸润，导致复合材料分层；若纤维的添加量低于上述范围，则会导致预浸料中的干纤维含量降低，无法起到导气作用，从而导致复合材料孔隙增多。
根据一些优选的实施方式，在步骤(2)中，所述预压实的压力为0.5～1MPa (例如，可以为0.5MPa、0.5MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa或1MPa)，时间为1.5～2h(例如，可以为1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h)；
在步骤(3)中，所述预固化的温度为90～110℃(例如，可以为90℃、 95℃、100℃、105℃或110℃)，时间为1.5～2h(例如，可以为1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h或2h)；
所述后固化的温度为130～180℃(例如，可以为130℃、140℃、150℃、 160℃、170℃或180℃)，时间为2～3h(例如，可以为2h、2.2h、2.5h、2.8h 或3h)。
需要说明的是，在本发明中，在进行预固化时，预固化的温度低于固化温度，预固化温度下保持树脂组合物的粘度在1000～3000mPa·s，如此才能保证复合材料的性能，且不会降低树脂体系的工艺性。
为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面结合实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中，液态四官能度环氧树脂、酚醛型环氧树脂、固化剂、促进剂、增韧剂和消泡剂均以质量份数计。
实施例1
制备OOA工艺用环氧树脂组合物：
(1)将35份的液态环氧树脂(四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂 AG-80)和20份的芳香胺类固化剂(二胺基二苯砜(DDS))搅拌至溶解后，得到混合物I；
(2)向混合物I中加入25份的酚醛型环氧树脂(双酚A型环氧树脂 JF45)、5份的咪唑类促进剂(PN-23J)和1份的消泡剂(BYK-P 9920)搅拌至溶解后，得到混合物II；
(3)将4份的增韧剂(单壁碳纳米管)加入混合物II中，搅拌后得到 OOA工艺用环氧树脂组合物；其中，增韧剂中单壁碳纳米管的质量分数为 2％。
OOA工艺制备树脂基复合材料：
(1)将35wt％的OOA工艺用环氧树脂组合物(粘度为15000mPa·s) 和65wt％的纤维(T800连续纤维)通过热熔法(温度75℃，压力根据预浸料的浸润度调整)制备得到部分预浸料；部分浸润预浸料的浸润度为60％；
(2)将部分浸润预浸料用自动裁布机裁剪成320x320mm的0°预浸料；然后在模具表面铺贴第一层预浸料，用真空袋封装后抽真空(1MPa)预压实 15min；之后每铺三层预浸料，重复上述抽真空步骤一次，直至所有预浸料沿同一方向铺满16层；将铺层完毕的预浸料层再次用真空袋封装，在室温下 (25℃)抽真空(1MPa)预压实2h，将预浸料铺层中包裹的空气排出，得到预浸料铺层；
(3)将预浸料铺层首先在100℃下预固化2h，之后继续升温至150℃下 2h，使得树脂充分固化，冷却后得到树脂基复合材料。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于：在制备树脂基复合材料的步骤(3)中，预固化的温度为110℃，时间为2h；后固化的温度为180℃，时间为2.2h。
实施例3
制备OOA工艺用环氧树脂组合物：
(1)将32份的液态环氧树脂(四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂 MY720)和20份的芳香胺类固化剂(二氨基二苯基甲烷(DDM))搅拌至溶解后，得到混合物I；
(2)向混合物I中加入28份的酚醛型环氧树脂(双酚A型环氧树脂F-44)、4份的咪唑类促进剂(PN-23J)和1份的消泡剂(BYK530)搅拌至溶解后，得到混合物II；
(3)将5份的增韧剂(单壁碳纳米管)加入混合物II中，搅拌后得到 OOA工艺用环氧树脂组合物；其中，增韧剂中单壁碳纳米管的质量分数为 1.8％。
OOA工艺制备树脂基复合材料：
(1)将36wt％的OOA工艺用环氧树脂组合物(粘度为20000mPa·s) 和64wt％的纤维(T700连续纤维)通过热熔法(温度75℃，压力根据预浸料的浸润度调整)制备得到部分预浸料；部分浸润预浸料的浸润度为70％；
(2)将部分浸润预浸料用自动裁布机裁剪成320x320mm的0°预浸料；然后在模具表面铺贴第一层预浸料，用真空袋封装后抽真空(0.5MPa)预压实20min；之后每铺三层预浸料，重复上述抽真空步骤一次，直至所有预浸料沿同一方向铺满16层；将铺层完毕的预浸料层再次用真空袋封装，在室温下(25℃)抽真空(0.5MPa)预压实2h，将预浸料铺层中包裹的空气排出，得到预浸料铺层；
(3)将预浸料铺层首先在100℃下预固化2h，之后继续升温至140℃下 2h，使得树脂充分固化，冷却后得到树脂基复合材料。
实施例4
制备OOA工艺用环氧树脂组合物：
(1)将30份的液态环氧树脂(四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂 AG-80)和25份的芳香胺类固化剂(间苯二胺(MPD))搅拌至溶解后，得到混合物I；
(2)向混合物I中加21份的酚醛型环氧树脂(双酚A型环氧树脂F-45)、 5份的咪唑类促进剂(PN-23J)和1份的消泡剂(BYK530)搅拌至溶解后，得到混合物II；
(3)将3份的增韧剂(单壁碳纳米管)加入混合物II中，搅拌后得到 OOA工艺用环氧树脂组合物；其中，增韧剂中单壁碳纳米管的质量分数为 1.5％。
OOA工艺制备树脂基复合材料：
(1)将40wt％的OOA工艺用环氧树脂组合物(粘度为25000mPa·s) 和60wt％的纤维(T700连续纤维)通过热熔法(温度75℃，压力根据预浸料的浸润度调整)制备得到部分预浸料；部分浸润预浸料的浸润度为80％；
(2)将部分浸润预浸料用自动裁布机裁剪成320x320mm的0°预浸料；然后在模具表面铺贴第一层预浸料，用真空袋封装后抽真空(0.8MPa)预压实30min；之后每铺三层预浸料，重复上述抽真空步骤一次，直至所有预浸料沿同一方向铺满16层；将铺层完毕的预浸料层再次用真空袋封装，在室温下(25℃)抽真空(0.8MPa)预压实1.8h，将预浸料铺层中包裹的空气排出，得到预浸料铺层；
(3)将预浸料铺层首先在90℃下预固化2h，之后继续升温至150℃下 2.5h，使得树脂充分固化，冷却后得到树脂基复合材料。
实施例5
制备OOA工艺用环氧树脂组合物：
(1)将42份的液态环氧树脂(四官能度缩水甘油胺类耐高温环氧树脂AG-80)和22份的芳香胺类固化剂(二胺基二苯砜(DDS))搅拌至溶解后，得到混合物I；
(2)向混合物I中加28份的酚醛型环氧树脂(双酚A型环氧树脂F-50)、 2份的咪唑类促进剂(PN-23J)和1份的消泡剂(BYK530)搅拌至溶解后，得到混合物II；
(3)将5份的增韧剂(单壁碳纳米管)加入混合物II中，搅拌后得到OOA工艺用环氧树脂组合物；其中，增韧剂中单壁碳纳米管的质量分数为 1％。
OOA工艺制备树脂基复合材料：
(1)将38wt％的OOA工艺用环氧树脂组合物(粘度为30000mPa·s) 和62wt％的纤维(T700连续纤维)通过热熔法(温度75℃，压力根据预浸料的浸润度调整)制备得到部分预浸料；部分浸润预浸料的浸润度为75％；
(2)将部分浸润预浸料用自动裁布机裁剪成320x320mm的0°预浸料；然后在模具表面铺贴第一层预浸料，用真空袋封装后抽真空(1MPa)预压实 18min；之后每铺三层预浸料，重复上述抽真空步骤一次，直至所有预浸料沿同一方向铺满16层；将铺层完毕的预浸料层再次用真空袋封装，在室温下 (25℃)抽真空(1MPa)预压实1.6h，将预浸料铺层中包裹的空气排出，得到预浸料铺层；
(3)将预浸料铺层首先在100℃下预固化2h，之后继续升温至165℃下 3h，使得树脂充分固化，冷却后得到树脂基复合材料。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同之处在于：制备OOA工艺用环氧树脂组合物的步骤(1)中，液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂分别为 25份和15份。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于：制备OOA工艺用环氧树脂组合物的步骤(1)中，增韧剂为2份。
对比例3
对比例3与实施例1基本相同，不同之处在于：制备OOA工艺用环氧树脂组合物的步骤(1)中，增韧剂为6份。
对比例4
对比例4与实施例1基本相同，不同之处在于：制备OOA工艺用环氧树脂组合物的步骤(1)中，仅包含液态四官能度环氧树脂。
对比例5
对比例5与实施例1基本相同，不同之处在于：制备OOA工艺用环氧树脂组合物的步骤(1)中，仅包含酚醛型环氧树脂。
将实施例1至5和对比例1至5中制备得到的树脂基复合材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
通过表1可以看出，实施例1至5中，各组分在适当配比范围内的OOA 工艺用环氧树脂组合物，在中温和高温条件下均可固化，通过OOA工艺制备得到的树脂基复合材料的孔隙率均小于1％，结合图1可以看出，复合材料结构较为致密，仅存在两处缺陷，说明复合材料的孔隙率较低，达到了传统热压罐成型时复合材料的要求；并且从表1中可以看出，复合材料具备优异的力学性能。而在对比例1中，液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂的添加量不按照本发明规定的范围添加时，则通过OOA工艺制备得到的树脂基复合材料的孔隙率变大，且复合材料的力学性能变差；在对比例2和对比例3中，当增韧剂的添加量低于高于本发明规定的范围时，均会使环氧树脂混合物的工艺性变差，增加后续制备复合材料的难度；在对比例4和对比例5中，当仅为液态四官能度环氧树脂或仅为酚醛型环氧树脂时，不仅会使得环氧树脂组合物的工艺性较差，且由其制备得到的复合材料的孔隙率较多，力学性能较差。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物由环氧树脂混合物、固化剂、促进剂和增韧剂组成，所述环氧树脂混合物由液态四官能度环氧树脂和酚醛型环氧树脂组成；其中，以质量份数计，所述环氧树脂混合物为50~70份，所述固化剂为20~25份，所述促进剂为2~5份，所述增韧剂为3~5份；
所述液态四官能度环氧树脂为30~42份；所述酚醛型环氧树脂为20~28份；
所述增韧剂由单壁碳纳米管和环氧树脂组成；所述增韧剂中所述单壁碳纳米管的质量分数为1~2%。
2.根据权利要求1所述的OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于：
所述液态四官能度环氧树脂为四官能度缩水甘油胺类环氧树脂；
所述酚醛型环氧树脂为环氧树脂 JF45、环氧树脂F-44、环氧树脂F-45或环氧树脂F-50中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于：
以质量份数计，所述环氧树脂混合物为58~62份，所述固化剂为23~25份，所述促进剂为2~4份，所述增韧剂为3~5份。
4.根据权利要求1所述的OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于：
所述固化剂为芳香胺类固化剂；所述促进剂为咪唑类促进剂。
5.根据权利要求1所述的OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于：
所述增韧剂中所述环氧树脂为酚醛型环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的OOA工艺用环氧树脂组合物，其特征在于：
所述环氧树脂组合物还包括消泡剂；其中，以质量份数计，所述消泡剂的添加量为0.5~1份。
7.根据权利要求1至6任一项所述的OOA工艺用环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将液态四官能度环氧树脂和固化剂搅拌后得到混合物I；
（2）向步骤（1）所述混合物I中加入酚醛型环氧树脂、促进剂和任选地消泡剂，搅拌后得到混合物II；
（3）将增韧剂加入到步骤（2）所述混合物II中，搅拌后得到所述OOA工艺用环氧树脂组合物。
8.一种OOA工艺用环氧树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）将权利要求1-6中任一项所述OOA工艺用环氧树脂组合物与纤维通过热熔法制备得到预浸料；其中，所述预浸料的浸润度为60%~80%；
（2）将所述预浸料铺贴在模具表面，密封后进行预压实，得到预浸料铺层；
（3）将所述预浸料铺层依次经预固化和后固化后得到所述复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中：
所述OOA工艺用环氧树脂组合物的粘度为15000~30000 mPa·s；
所述纤维为碳纤维；所述纤维的添加量为60~65wt%。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（2）中，所述预压实的压力为0.5~1MPa，时间为1.5~2h；
在步骤（3）中，所述预固化的温度为90~110℃，时间为1.5~2h；
所述后固化的温度为130~180℃，时间为2~3h。
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