CN117384407B - 低密度海装环氧树脂玻纤预浸料和制备方法、玻纤复合材料及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预浸料制备领域,公开了低密度海装环氧树脂玻纤预浸料和制备方法、玻纤复合材料及应用。低密度环氧树脂混合物在涂膜机涂膜形成树脂胶膜,在预浸机下与玻纤含浸得到预浸料,低密度环氧树脂混合物组成:30‑60份环氧树脂,5‑10份增韧剂,5‑10份发泡剂,2‑5份表面活性剂,5‑10份固化剂,2‑3份促进剂,环氧树脂由液体双酚A环氧树脂、固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂组成使环氧树脂混合物粘度在70℃粘度生产树脂胶膜适宜,通过发泡剂、表面活性剂、固化剂促进剂等相互作用,使环氧树脂混合物与玻纤制作预浸料生产的海装用板材件密度可低至1.35g/cm3以下,同时使层压板具有优异的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂领域,特别是低密度海装环氧树脂玻纤预浸料和制备方法、玻纤复合材料及应用。
背景技术
为了充分发挥玻璃纤维增强树脂基复合材料作为一种轻质、高比强度、高比刚度、绝缘性良好材料的优异特性,通过对原有玻璃纤维材料复合材料进行优化提升,进一步减轻结构件重量,提高装备续航能力和作战性能,需要有更轻密度的玻纤复合材料。现阶段已有部分发泡行低密度预浸料,但通常存在内部孔洞不均匀,从而导致力学性能无法稳定保证,不利于承力结构件的使用,仅能使用在非承力件。本发明需要进一步解决孔隙率均匀性问题,在降低板材件密度的同时保证一定力学性能,以便使用于承力结构件。
发明内容
针对背景技术的不足,本发明提供一种低密度海装环氧树脂玻纤预浸料及其制备方法,环氧树脂玻纤预浸料生产的海装用板材件密度可低至1.35g/cm3以下,内部孔洞均匀,在降低板材件密度的同时保证一定力学性能,以便使用于承力结构件。
为了解决上述问题,本发明提供了一种低密度海装环氧树脂玻纤预浸料的制备方法,通过以下技术方案实现:
环氧树脂玻纤预浸料的制备方法:低密度环氧树脂混合物在涂膜机70℃条件下进行涂膜形成树脂胶膜,树脂胶膜在预浸机的80℃条件下与玻璃纤维含浸得到52%树脂含量预浸料。
进一步,低密度环氧树脂混合物按质量份数计由以下材料组成:30-60份环氧树脂,5-10份增韧剂,5-10份发泡剂,2-5份表面活性剂,5-10份固化剂,2-3份促进剂。
本发明的进一步改进在于:环氧树脂由液体双酚A环氧树脂10-20份、固体双酚A环氧树脂10-20份、固体酚醛环氧树脂10-20份中的一种或几种组成。液体双酚A环氧树脂为南亚电子NPEL-127、NPEL-128中的一种或两种;固体双酚A环氧树脂为南亚电子NPES-902、NPES-901中的一种或两种;固体酚醛环氧树脂为南亚电子NPCN-703、NPCN-704中的一种或两种。
本发明的进一步改进在于:增韧剂使用苯氧树脂PKHH、聚乙烯醇缩丁醛PVB、高密度聚乙烯HDPE中的一种或几种组成。本发明中采用的增韧剂与环氧树脂相容性好,可充分发挥增韧效果,使固化后本身较脆的环氧树脂制件具有较强的抗冲击性能。
本发明的进一步改进在于:发泡剂使用偶氮氨基苯、苯磺酰肼中的一种或两种组成。这两种发泡剂发泡温度适宜,发泡温度在100℃左右,从常温开始1-3℃/min升温至120℃过程中可在升温过程进行发泡,同时在与咪唑类促进剂的相互作用下100-120℃间发泡速率稳定,在固化剂促进剂未与树脂剧烈反应前完成发泡,保证了固化前可发泡完全避免造成材料缺陷。
本发明的进一步改进在于:表面活性剂包括但不限于吐温20(聚氧乙烯山梨糖醇酐月桂酸酯)、L-64(环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物)、聚二甲基硅烷聚氧化烯烃共聚物中的一种或多种组成。
本发明的进一步改进在于:固化剂为双氰胺。
本发明的进一步改进在于:促进剂为潜伏型咪唑类促进剂;具体为上海络合高新材料HS2400固化剂、2MZA-PW(2,4-二氨基-6-[2-(2-甲基-1-咪唑)乙基]-1,3,5-三嗪)中的一种或者两种组成。本发明固化剂双氰胺与环氧树脂充分反应需要160℃固化2小时,而加入促进剂可使整个体系固化温度降低,可在120℃固化2小时完成固化,同时本发明促进剂的选择对发泡剂的稳定发泡以及发泡时机起到协同作用。
本发明环氧树脂玻纤预浸料制备玻纤复合材料的应用,制备方法如下:
(1)称量:按照重量份数称10-20份液体双酚A环氧树脂,10-20份固体双酚A环氧树脂,10-20份固体酚醛环氧树脂,5-10份增韧剂,5-10份发泡剂,2-5份表面活性剂,5-10份固化剂,2-3份促进剂;
(2)将步骤(1)中称取的液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份液体双酚A环氧树脂与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;
(3)树脂组分混合:将步骤(2)中单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30-40min,再升温至140℃,加入增韧剂,保温50-60min;
(4)共混出料:将步骤(3)中的成分降低到65-70℃,依次加发泡剂、表面活性剂和步骤(2)的固化剂糊,搅拌30min至体系均匀,出料,得低密度环氧树脂混合物;
(5)将步骤(4)出料后的低密度环氧树脂混合物在涂膜机70℃温度涂膜形成树脂胶膜,在预浸机下80℃温度与玻纤含浸得到52%树脂含量预浸料。
进一步,得到低密度环氧树脂混合物可在70℃温度涂覆在离型纸上形成厚度克重均匀的树脂胶膜,由此环氧树脂混合物与SW210玻纤制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始1-3℃/min速率升温至120℃保温2h固化,固化后层压板的生产出的海装用板材件。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明环氧树脂由液体双酚A环氧树脂、固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂组成,使环氧树脂混合物粘度在70℃粘度在20000-40000cps间,此温度下粘度生产树脂胶膜最为适宜;固体酚醛环氧树脂结构可与固化剂反应形成更为致密的网状交联结构提高整个体系的交联密度,提升耐热性、强度、模量、耐腐蚀性,并具备较高的Tg(DSC法),Tg>140℃。本发明进一步通过发泡剂、表面活性剂、固化剂和促进剂加入量以及种类的相互作用,使发泡速率稳定,在固化剂、促进剂未与树脂剧烈反应前完成发泡,使环氧树脂混合物与玻纤制作预浸料生产的海装用板材件密度可低至1.35g/cm3,并而通常情况此类预浸料在1.75g/cm3,大大降低板材件密度的同时保证力学性能,以便用于承力结构件。
附图说明
图1为实施例一低密度环氧树脂混合物实物图。
图2为实施例一为低密度环氧树脂与SW210玻纤含浸得到预浸料所制作的海装层压板。
具体实施方式
实施例一,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:5份;
表面活性剂:吐温20:2份;
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份液体双酚A环氧树脂与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表1实施例一的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 26800cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 15min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 145℃ |
将该环氧树脂混合物(如图1所示)70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后得层压板(如图2所示),主要性能测试如下:
表2实施例一的固化后层压板的性能检测结果
层压板制备方案见附表A。
实施例二,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-128:20份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-902:20份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-704:20份;
增韧剂:聚乙烯醇缩丁醛PVB:10份;
发泡剂:苯磺酰肼:10份;
表面活性剂:L-64:5份;
固化剂:双氰胺:10份;
促进剂:2MZA-PW:3份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份液体双酚A环氧树脂与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表3实施例二的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 32200cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 15min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 144℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后得层压板,主要性能测试如下:
表4实施例二的固化后层压板的性能检测结果
层压板制备方案见附表A。
实施例三,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:7.5份,NPEL-128:7.5份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:7.5份,NPES-902:7.5份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:7.5份,NPCN-704:7.5份;
增韧剂:聚乙烯醇缩丁醛PVB:3.75份,高密度聚乙烯HDPE:3.75份;
发泡剂:苯磺酰肼:3.75份,偶氮氨基苯:3.75份;
表面活性剂:吐温20:1.75份,L-64:1.75份;
固化剂:双氰胺:7.5份;
促进剂:2MZA-PW:1.25份,HS2400:1.25份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份液体双酚A环氧树脂与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表5实施例三的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 30000cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 14min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 146℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后得层压板,主要性能测试如下:
表6实施例三的固化后层压板的性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
经向拉伸强度 | ASTMD3039 | 459Mpa |
经向拉伸模量 | ASTMD3039 | 18.9Gpa |
纬向拉伸强度 | ASTMD3039 | 295Mpa |
纬向拉伸模量 | ASTMD3039 | 15.2Gpa |
经向压缩强度 | ASTMD6641 | 368Mpa |
经向压缩模量 | ASTMD6641 | 17.5Gpa |
纬向压缩强度 | ASTMD6641 | 248Mpa |
纬向压缩模量 | ASTMD6641 | 15.7Gpa |
弯曲强度 | ASTMD7264 | 557Mpa |
弯曲模量 | ASTMD7264 | 15.3Gpa |
密度 | ASTMD792 | 1.32g/cm3 |
层压板制备方案见附表A。
对比例一,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
双酚F液体环氧树脂:NPEF-170:10份(更换液体环氧树脂);
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:5份;
表面活性剂:吐温20:2份;
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
双酚F液体环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚F液体环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚F环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表7对比例一的主要性能检测结果
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后得层压板,主要性能测试如下:
表8对比例一的固化后层压板的性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
经向拉伸强度 | ASTMD3039 | 460Mpa |
经向拉伸模量 | ASTMD3039 | 18.9Gpa |
纬向拉伸强度 | ASTMD3039 | 231Mpa |
纬向拉伸模量 | ASTMD3039 | 9.9Gpa |
经向压缩强度 | ASTMD6641 | 372Mpa |
经向压缩模量 | ASTMD6641 | 17.8Gpa |
纬向压缩强度 | ASTMD6641 | 200Mpa |
纬向压缩模量 | ASTMD6641 | 10.7Gpa |
弯曲强度 | ASTMD7264 | 480Mpa |
弯曲模量 | ASTMD7264 | 11Gpa |
密度 | ASTMD792 | 1.32g/cm3 |
层压板制备方案见附表A。
该层压板固化后虽然密度在要求范围,但是凝胶时间偏低,固化较快,通过切割后看到内部空洞均一性较差,有一些稍大一些的气孔,影响了部分力学性能。
对比例二,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:11份(增加发泡剂比例);
表面活性剂:吐温20:2份;
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表9对比例二的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 13200cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 6min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 141℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后层压板表面及内部出现较多小型均匀孔洞缺陷,已不具备力学测试条件(层压板制备方案见附表)。
对比例三,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:5份;
表面活性剂:吐温20:1份(减少表面活性剂);
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表10对比例三的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 32200cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 15min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 144℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始1-3℃/min升温至120℃保温2h固化后层压板表面及内部出现较多大小不一较明显孔洞缺陷,已不具备力学测试条件(层压板制备方案见附表)。
对比例四,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:5份;
表面活性剂:吐温20:6份(增加表面活性剂);
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表11对比例四的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 35000cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 16min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 146℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h固化后得层压板,主要性能测试如下:
表12对比例四的固化后层压板的性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
经向拉伸强度 | ASTMD3039 | 457Mpa |
经向拉伸模量 | ASTMD3039 | 19Gpa |
纬向拉伸强度 | ASTMD3039 | 266Mpa |
纬向拉伸模量 | ASTMD3039 | 13Gpa |
经向压缩强度 | ASTMD6641 | 370Mpa |
经向压缩模量 | ASTMD6641 | 17Gpa |
纬向压缩强度 | ASTMD6641 | 223Mpa |
纬向压缩模量 | ASTMD6641 | 13.5Gpa |
弯曲强度 | ASTMD7264 | 520Mpa |
弯曲模量 | ASTMD7264 | 12.1Gpa |
密度 | ASTMD792 | 1.35g/cm3 |
层压板制备方案见附表A。
增加表面活性剂比例虽然密度可达到预期,但部分力学性能下降明显。
对比例五,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮二异丁腈:5份(更换发泡剂);
表面活性剂:吐温20:2份;
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:HS2400:2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表13对比例五的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 28800cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 15min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 142℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h,但在固化升温过程发泡剂发泡速度过快,导致层压板气泡太多,形变严重,无法进行测试。
对比例六,低密度环氧树脂混合物,由如下重量的原材料组成:
液体双酚A环氧树脂:NPEL-127:10份;
固体双酚A环氧树脂:NPES-901:10份;
固体酚醛环氧树脂:NPCN-703:10份;
增韧剂:苯氧树脂PKHH:5份;
发泡剂:偶氮氨基苯:5份;
表面活性剂:吐温20:2份;
固化剂:双氰胺:5份;
促进剂:UR300(德国阿兹肯有机脲促进剂):2份。
液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份与固化剂及促进剂采用高速分散机和三辊碾磨机混合成为固化剂糊;将单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃条件下充分保温混合30min融化固体树脂,再升温至150℃,加入增韧剂,保温50min溶解全部增韧剂,将釜温降低到65℃,加入发泡剂、表面活性剂及固化剂糊,搅拌30min,出料。
该树脂混合物主要性能测试如下:
表14对比例六的主要性能检测结果
测试项目 | 测试条件/参考方法 | 测试结果 |
粘度(70℃) | ASTMD4287 | 29000cps |
凝胶时间(120℃) | ASTMD2471 | 15min |
Tg(DSC法) | GB/T19466.2 | 143℃ |
将该环氧树脂混合物70℃条件下涂成胶膜并与SW210玻纤80℃含浸制作的52%树脂含量预浸料,从常温开始2℃/min升温至120℃保温2h,但在固化过程100℃后发泡剂发泡速度逐步加快,导致层压板气泡太多,形变严重,无法进行测试。
附表A低密度玻纤预浸料成型复合材料层压板的铺层
测试项目 | 铺层方式 | 铺层数 |
经向拉伸 | [(0/90)]5s | 10 |
纬向拉伸 | [(0/90)]5s | 10 |
经向压缩 | [(0/90)]4s | 8 |
纬向压缩 | [(0/90)]4s | 8 |
经向弯曲 | [(0/90)]4s | 8 |
以上所述,仅是本发明实施例的较佳实施例而已,并非对本发明实施例作任何形式上的限制,依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种低密度海装环氧树脂玻纤预浸料,其特征在于:低密度环氧树脂混合物在涂膜机70℃条件下涂膜形成树脂胶膜,树脂胶膜在预浸机80℃条件下与玻纤含浸制备树脂含量52%的预浸料;
所述低密度环氧树脂混合物包括以下重量份的组分:30-60份环氧树脂、5-10份增韧剂、5-10份发泡剂、2-5份表面活性剂、5-10份固化剂和2-3份促进剂;所述固化剂为双氰胺;所述表面活性剂为吐温20、L-64、聚二甲基硅烷聚氧化烯烃共聚物中的一种或多种组成;
所述环氧树脂由10-20份液体双酚A环氧树脂、10-20份固体双酚A环氧树脂、10-20份固体酚醛环氧树脂组成;环氧树脂的粘度为70℃条件下粘度在20000-40000cps;
所述发泡剂为偶氮氨基苯、苯磺酰肼中的一种或两种;
所述促进剂为Lepcu® HS 2400、2MZA-PW中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的低密度海装环氧树脂玻纤预浸料,其特征在于:所述环氧树脂的Tg>140℃;液体双酚A环氧树脂为南亚电子NPEL-127、NPEL-128中的一种或两种;固体双酚A环氧树脂为南亚电子NPES-902、NPES-901中的一种或两种;固体酚醛环氧树脂为南亚电子NPCN-703、NPCN-704中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的低密度海装环氧树脂玻纤预浸料,其特征在于:所述增韧剂为苯氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、高密度聚乙烯中的一种或多种组成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的低密度海装环氧树脂玻纤预浸料的制备方法,其特征在于:
(1)称量:按照重量份数称10-20份液体双酚A环氧树脂,10-20份固体双酚A环氧树脂,10-20份固体酚醛环氧树脂,5-10份增韧剂,5-10份发泡剂,2-5份表面活性剂,5-10份固化剂和2-3份促进剂;
(2)将步骤(1)中称取的液体双酚A环氧树脂按质量均分为2份,第一份为单纯液体双酚A环氧树脂,第二份液体双酚A环氧树脂与固化剂及促进剂混合制成固化剂糊;
(3)树脂组分混合:将步骤(2)中单纯液体双酚A环氧树脂组分加入反应釜中,将温度升至80℃,依次加入固体双酚A环氧树脂、固体酚醛环氧树脂,80℃充分保温混合30-40min,再升温至140℃,加入增韧剂,保温50-60min;
(4)共混出料:将步骤(3)中的温度降低到65-70℃,依次加发泡剂、表面活性剂和步骤(2)的固化剂糊,搅拌至体系均匀,出料,得低密度环氧树脂混合物;
(5)将步骤(4)低密度环氧树脂混合物在涂膜机70℃进行涂膜形成树脂胶膜,树脂胶膜在预浸机下80℃与SW210玻纤含浸制备树脂含量52%的预浸料。
5.一种玻纤复合材料,其特征在于:玻纤复合材料由权利要求4所述方法制备的低密度海装环氧树脂玻纤预浸料从常温开始以1-3℃/min升温至120℃,保温2h固化后得到。
6.一种根据权利要求5所述的玻纤复合材料在海装用材中的应用。
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