CN117986804A - 一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、层压板及其制备方法和应用 - Google Patents
一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、层压板及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、层压板及其制备方法和应用。所述预浸料增韧树脂由包括固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷、含有封端异氰酸酯基团的化合物在内的原料制备得到。用预浸料增韧树脂制备的制得的增韧层进而得到的预浸料和层压板,具有成本低,不会改变传统预浸料制备工艺的优点,制备的预浸料可以保持良好的粘性,制备的层压板冲击后压缩强度高,可用于各种碳纤维复合材料主承力结构和非承力件的制备。
Description
技术领域
本发明涉及增韧树脂领域,进一步地说,是涉及一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、层压板及其制备方法和应用。
背景技术
环氧树脂基复合材料具有比模量、比强度高,抗疲劳、耐腐蚀,可设计性强等性能特点,得到广泛应用,是航天航空飞行器主承力结构件优选的轻量化、高性能材料之一,在航天航空、军工、汽车轻量化等众多领域广泛应用,且应用比重日益增大。但是环氧树脂固化后,交联密度高,导致复合材料韧性差,严重限制了环氧基复合材料的性能发挥和应用范围。复合材料在使用过程中不可避免的会受到各种冲击。当受到外力冲击时,金属材料结构主要通过冲击部位的塑性变形来吸收能量,而复合材料层压板结构靠弹性变形和损伤破坏来吸收能量。低速冲击是复合材料制件使用过程中难以避免的。复合材料分层将造成结构强度和刚度的显著下降,使复合材料的轻量化优点不能充分发挥,限制了复合材料应用水平的进一步提高。
预浸料的增韧方式主要有三种:基体增韧、Z向增韧和插层增韧。。基体增韧在提高基体树脂韧性的同时,会影响基体树脂的粘度、耐热、模量等物化性能,进而改变复合材料的成型工艺性。Z向增韧是指利用Z向缝合技术和Z向穿刺技术提升材料的层间断裂韧性和抗冲击性能,但复杂的制造工艺和相对较高的制造成本在一定程度上限制了两种方法的广泛应用,并且在缝合线或铆钉插入过程中不可避免的会对碳纤维造成损伤,使复合材料内部产生应力集中现象,导致材料拉伸、弯曲等性能劣化。插层增韧的具体实施方法在复合材料的相邻层之间插入一个离散的中间层,这个特殊的离散层能够促进裂纹界面和曲折裂纹路径之间形成机械桥联,并促使形成裂纹尖端塑性区,进而改善复合材料韧性。此方法的特点是能够在不明显改变基体物化性能及复合材料工艺性的情况下,大幅提升复合体系的韧性。因此,插层增韧已成为国内外航空预浸料增韧技术的研究热点和发展趋势。插层增韧中颗粒增韧是最常用的手段,典型的东丽高韧性预浸料3900-2就是应用热塑性颗粒进行层间增韧,显著提升复合材料的韧性。但是热塑性颗粒增韧手段所用热塑性颗粒价格成本高,层间插层制备工艺复杂,并且制备环境受到粉尘影响。因此,针对传统热塑性颗粒层间增韧手段的不足,需要提供一种新型预浸料增韧树脂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、层压板及其制备方法和应用。
针对现有技术存在的热塑性颗粒层间增韧手段所用热塑性颗粒价格成本高,层间插层制备工艺复杂,并且制备环境受到粉尘影响的问题。本发明提供一种新的预浸料增韧树脂,采用该预浸料增韧树脂制备的增韧层进而得到的预浸料和层压板,具有成本低,不会改变传统预浸料制备工艺的优点,制备的预浸料可以保持良好的粘性,制备的层压板冲击后压缩强度高的优点。
本发明的目的之一是提供一种预浸料增韧树脂。
所述预浸料增韧树脂由包括固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷、含有封端异氰酸酯基团的化合物在内的原料制备得到。
本发明的一种优选的实施方式中,
以固体环氧树脂为100重量份数计,所述原料包括:
固体环氧树脂 100重量份;
环氧聚硅氧烷 30~180重量份;优选为60~150重量份;
含有封端异氰酸酯基团的化合物 40~200重量份;优选为80~160重量份。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述原料还包括催化剂A;优选地,
所述催化剂A的用量为0.01~20重量份,优选为1~15重量份。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述催化剂A为咪唑类化合物、咪唑衍生物、叔胺、季铵盐、金属卤化物、金属有机化合物、Lewis酸/碱络合物的至少一种;优选地,所述咪唑类化合物为咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的至少一种;所述咪唑衍生物为异氰酸酯或环氧树脂与咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2一苯基咪唑的改性物中的至少一种。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述固体环氧树脂为双酚A型环氧树脂,优选环氧值低于0.25当量/100克;
所述环氧聚硅氧烷的环氧值低于0.30当量/100克;
所述环氧聚硅氧烷为甲基硅油两端被环氧基团封端的化合物;
所述含有封端异氰酸酯基团的化合物由包括异氰酸酯、封端剂、溶剂在内的原料制备得到;
优选地,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)中的至少一种;所述封端剂为咪唑类、酚类、醇类、内酰胺、二羰基氢、肟类、亚硫酸氢钠中的至少一种,优选为咪唑类、酚类或肟类中的至少一种,更优选为对硝基苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑、丙酮肟中的至少一种。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述制备含有封端异氰酸酯基团的化合物的原料还包括催化剂B;所述催化剂B可采用本领域常用的催化剂,优选地,所述催化剂B为二月桂酸二丁基锡;所述催化剂B的用量为封端剂的摩尔数量的1~3%;
所述溶剂可采用本领域常用的溶剂,优选为二氧六环、氯仿、丙酮中的至少一种;
所述溶剂用量的质量分数为所述原料总量的50~70%;
制备含有封端异氰酸酯基团的化合物的反应温度为60~80℃;
反应得到的产物经洗涤、干燥等程序后即可得到含有封端异氰酸酯基团的化合物。
本发明的目的之二是提供一种预浸料增韧树脂的制备方法,包括:
将所述原料按照所述用量混合均匀制得所述预浸料增韧树脂;优选地,所述混合温度为30~110℃;更优选为50~80℃。
本发明的目的之三是提供一种增韧层,包括上述预浸料增韧树脂。
本发明的目的之四是提供一种增韧层的制备方法,包括:将所述预浸料增韧树脂进行涂膜得到所述增韧层;
涂膜的过程包括但不限于:将预浸料增韧树脂倒入涂膜机中,在40~120℃下涂覆在离型纸上。
本发明的目的之五是提供一种预浸料。
所述预浸料包括以下组分:
以增强纤维为100重量份数计,
增强纤维 100重量份;
树脂基体胶膜 10~120重量份;优选为30~70重量份;
增韧层 5~50重量份;优选为10~25重量份;
优选地,所述增强纤维为碳纤维、芳纶、玻璃纤维、玄武岩纤维中的至少一种;
所述树脂基体胶膜包括树脂、固化剂和促进剂;
所述树脂为环氧树脂和/或改性环氧树脂,所述环氧树脂优选为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂及改性环氧树脂中的至少一种;例如但不限于E51环氧树脂、XB9721环氧树脂和E51环氧改性树脂中的至少一种;在本发明中,改性的方法可以根据需要而定,例如需要有阻燃性能方面的改进,则可以进行相应的改性处理。
所述固化剂为胺类固化剂、酸酐固化剂、线性酚醛固化剂、聚酯树脂固化剂、聚氨酯固化剂、苯乙烯-马来酸酐共聚树脂固化剂和聚硫橡胶固化剂中的至少一种;例如但不限于二氨基二苯砜、二氨基二苯甲烷、酸酐和双氰胺中的至少一种。
所述促进剂为胺类、酚类、取代脲4102、咪唑及其盐、三氟化硼络合物、金属有机盐和膦类化合物中的至少一种;例如但不限于DMP-30、2-乙基-4-甲基咪唑、N-对氯苯基-N,N'-二甲基脲、三氟化硼乙胺、三氟化硼三乙基膦、三氟化硼三异丙基膦、三苯基膦、苯酚、间苯二酚和间甲酚中的至少一种。
根据本发明所述的预浸料的一些实施方式,树脂基体胶膜中各物质的含量为:
树脂 40~100重量份;
固化剂 2~60重量份;
促进剂 0~15重量份。
本发明的目的之六是提供一种预浸料的制备方法,包括:
将所述增韧层覆盖在已经采用树脂基体胶膜浸渍的增强纤维上,得到所述预浸料。
本发明的目的之七是提供一种层压板,包括上述预浸料。
所述层压板由所述预浸料进行裁切、铺层和固化制得。
所述固化可以为多种固化方式,例如但不限于热固化、光固化等。例如热固化,其固化条件具有较宽的选择范围,以能够实现固化为目的,例如但不限于120℃/1h-180℃/2h等。
本发明的目的之八是提供一种预浸料增韧树脂、增韧层、预浸料、预层压板在航天航空、军工或汽车中的应用。
本发明的有益效果:
(1)本发明的树脂基体未进行本体增韧,体系黏度低,有利于提升工艺操作性和对纤维的浸渍效果。
(2)本发明的增韧层中固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷和封端异氰酸酯在预浸料阶段只是混合,在预浸料固化阶段才会生成增韧分子链,所以可以保持预浸料的粘性,使预浸料具有良好的铺覆性;而环氧聚硅氧烷的柔性分子链可以提升树脂的韧性。
(3)本发明的增韧层中环固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷和封端异氰酸酯的反应产物可以显著提升层压板的冲击后压缩强度。
本发明主要解决了热熔法预浸料用热塑性树脂增韧环氧树脂基体导致体系粘度升高,工艺操作性变差且对碳纤维浸渍效果变差的问题。本发明提出了将固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷和封端异氰酸酯在预浸料阶段只是混合,在预浸料固化阶段生成增韧分子链的方式,所以可以保持预浸料的粘性,使预浸料具有良好的铺覆性,解决了预浸料层间增韧导致预浸料粘性下降的问题;此外增韧层中固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷和封端异氰酸酯的反应产物以可以显著提升层压板的冲击后压缩强度,可用于各种碳纤维复合材料主承力结构和非承力件的制备。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
本发明的实施例和比较例中所用原料均为常规市购原料。
测试方法:
冲击后压缩强度测试:按照GB/T 21239-2007标准对样板进行测试。
【实施例1】
1)封端异氰酸酯制备:
用对硝基苯酚封闭多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI),-OH/-NCO物质的量之比为1.05:1,分别将对硝基苯酚和PAPI溶于二氧六环中,配置质量分数为30%的溶液。体系通氮气保护,室温在硝基苯酚溶液中加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合,二月桂酸二丁基锡的加入量为对硝基苯酚物质的量的2%,向对硝基苯酚溶液中滴加PAPI溶液,滴加完毕后升温80℃反应,采用红外光谱检测体系异氰酸酯红外特征峰直至消失,结束反应。将产物加入乙醇中,使产物析出,然后抽滤,然后用甲苯反复洗涤产物然后干燥,得到对硝基苯酚封端PAPI。
2)制备预浸料增韧树脂
配方组成为:
将671环氧树脂、环氧聚硅氧烷IOTA105(环氧值0.3)、封端异氰酸酯和2-乙基-4-甲基咪唑混合升温至70℃分散均匀得到增韧树脂。
3)制备增韧层
将预浸料增韧树脂放入涂膜机的树脂槽中,在70℃涂膜温度下将树脂均匀涂覆在离型纸上,得到增韧层。
4)制备树脂基体胶膜
4.1)改性环氧树脂配方组成为:
128环氧树脂:70重量份;
四官能度环氧树脂XB9721:30重量份;
双酚A:20重量份;
三苯基膦:0.1重量份。
4.2)树脂基体胶膜配方组成为:
所得改性环氧树脂:120重量份;
128环氧树脂:50重量份;
4,4’-二氨基二苯基砜:45重量份。
4.3)混合工艺步骤:将128环氧树脂、四官能度环氧树脂XB9721和双酚A加热至120℃溶解,加入三苯基膦,升温180℃反应3h,得到改性环氧树脂。然后将改性环氧树脂、双酚A环氧树脂和4,4’-二氨基二苯基砜70℃混合即得到树脂基体。
树脂基体胶膜制备:将上述树脂基体倒入涂膜机树脂槽中,在70℃涂膜温度下将树脂基体均匀涂覆在离型纸上。。
5)预浸料制备:
采用Toray T700×12k碳纤维制备预浸料,碳纤维:树脂基体胶膜:增韧层的重量份数比为100:40:15,将两卷基体树脂胶膜分别放在预浸机前端的上、下放卷工位上,将预浸料增韧层放置在预浸机中部的放卷工位上。在第一、二加热辊和加热板处,上、下两层基体树脂胶膜完成对单向排列的碳纤维的浸渍。随后收卷上层离型纸,将预浸料增韧层从中部放卷工位放卷,覆盖在预浸料表面,在第三加热辊和加热板处完成增韧层对预浸料表面的贴合。经过冷却板冷却后收卷上层离型纸,覆盖PE膜,最后完成预浸料收卷。
6)层压板制备及性能评价:
按GB/T 21239-2007标准要求将预浸料裁切成合适的尺寸,进行铺层,铺层顺序为[45/0/-45/90]S,放入热压罐中固化,固化工艺为120℃/1h+180℃/2h,固化后层压板经切割后得到尺寸为150mm×100mm×5mm的测试样板。按照GB/T21239-2007标准对样板进行冲击后压缩强度测试。结果见表1。
【实施例2】
1)封端异氰酸酯制备:
用2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MI)封闭六亚甲基二异氰酸酯(HDI),2E4MI仲胺氢原子与异氰酸根-NCO物质的量之比为1.05:1,分别将2E4MI和HDI溶于氯仿中,配置质量分数为30%的溶液。体系通氮气保护,向2E4MI溶液中滴加HDI溶液,滴加完毕后升温60℃反应,采用红外光谱检测体系异氰酸酯红外特征峰直至消失,结束反应。将2E4MI封端HDI旋蒸干燥待用。
2)制备预浸料增韧树脂
配方组成为:
固体671环氧树脂 100重量份;
环氧聚硅氧烷(环氧值0.3) 100重量份;
2E4MI封端HDI 80重量份;
将671环氧树脂、环氧聚硅氧烷IOTA105(环氧值0.3)和2E4MI封端HDI混合升温至70℃分散均匀得到增韧树脂。
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例3】
1)封端异氰酸酯制备:
对硝基苯酚封端PAPI的制备同实施例1;
2E4MI封端HDI的制备同实施例2;
2)制备预浸料增韧树脂
配方组成为:
将671环氧树脂、环氧聚硅氧烷IOTA105(环氧值0.3)和封端异氰酸酯混合升温至70℃分散均匀得到增韧树脂。
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例4】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中环氧聚硅氧烷(环氧值0.30)和封端异氰酸酯的用量不同;
预浸料增韧树脂配方组成为:
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例5】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中环氧聚硅氧烷(环氧值0.30)和封端异氰酸酯的用量不同;
预浸料增韧树脂配方组成为:
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例6】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中环氧聚硅氧烷的环氧值不同,环氧聚硅氧烷的环氧值为0.1;
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例7】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中催化剂不同,催化剂为2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚DMP-30;
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例8】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中封端异氰酸酯的用量不同。
预浸料增韧树脂配方组成为:
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例9】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:预浸料增韧树脂制备中封端异氰酸酯的用量不同;
预浸料增韧树脂配方组成为:
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例10】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:封端异氰酸酯不同;
封端异氰酸酯的制备:
用丙酮肟封闭PAPI,丙酮肟与异氰酸根-NCO物质的量之比为1.05:1,分别将丙酮肟和PAPI溶于丙酮中,配置质量分数为50%的溶液。体系通氮气保护,向丙酮肟溶液中滴加PAPI溶液,滴加完毕后升温60℃反应,采用红外光谱检测体系异氰酸酯红外特征峰直至消失,结束反应。将2丙酮肟封闭PAPI产物旋蒸干燥待用。
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例11】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:封端异氰酸酯不同;
封端异氰酸酯的制备:
用对硝基苯酚封闭甲苯二异氰酸酯(TDI),-OH/-NCO物质的量之比为1.05:1,分别将对硝基苯酚和TDI溶于二氧六环中,配置质量分数为30%的溶液。体系通氮气保护,室温在硝基苯酚溶液中加入二月桂酸二丁基锡搅拌混合,二月桂酸二丁基锡的加入量为对硝基苯酚物质的量的2%,向对硝基苯酚溶液中滴加TDI溶液,滴加完毕后升温80℃反应,采用红外光谱检测体系异氰酸酯红外特征峰直至消失,结束反应。将产物加入乙醇中,使产物析出,然后抽滤,然后用甲苯反复洗涤产物然后干燥,得到对硝基苯酚封端TDI。
增韧层制备、树脂基体胶膜、预浸料制备和层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【实施例12】
1)封端异氰酸酯制备:同实施例1。
2)制备预浸料增韧树脂
配方组成为:
将671环氧树脂、环氧聚硅氧烷IOTA105(环氧值0.3)、封端异氰酸酯和2-乙基-4-甲基咪唑混合升温至50℃分散均匀得到增韧树脂。
3)制备增韧层:同实施例1。
4)制备树脂基体胶膜:同实施例1;
5)预浸料制备:
与实施例1的区别为:碳纤维:树脂基体胶膜:增韧层的重量份数之比为100:30:25,其他与实施例1的预浸料制备相同。
6)层压板制备及性能评价:
测试方法与实施例1相同,结果见表1。
【实施例13】
1)封端异氰酸酯制备:同实施例1。
2)制备预浸料增韧树脂
配方组成为:
将671环氧树脂、环氧聚硅氧烷IOTA105(环氧值0.3)、封端异氰酸酯和2-乙基-4-甲基咪唑混合升温至50℃分散均匀得到增韧树脂。
3)制备增韧层:同实施例1。
4)制备树脂基体胶膜:同实施例1。
5)预浸料制备:
与实施例1的区别为:碳纤维:树脂基体胶膜:增韧层的重量份数之比为100:70:10,其他与实施例1的预浸料制备相同。
6)层压板制备及性能评价:
测试方法与实施例1相同,结果见表1。
【比较例1】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别为:没有增韧层,即:
1)制备树脂基体胶膜同实施例1。
2)预浸料制备:
采用Toray T700×12k碳纤维制备预浸料,碳纤维:树脂基体胶膜的重量份数之比为100:40,将两卷基体树脂胶膜分别放在预浸机前端的上、下放卷工位上,将预浸料增韧层放置在预浸机中部的放卷工位上。在第一、二加热辊和加热板处,上、下两层基体树脂胶膜完成对单向排列的碳纤维的浸渍,经过冷却板冷却后收卷上层离型纸,覆盖PE膜,最后完成预浸料收卷。
层压板制备及性能评价与实施例1相同。
【比较例2】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别在于中间的增韧层用基体树脂胶膜替换,基体树脂胶膜的制备同实施例1;
其他均与实施例1相同。
【比较例3】
按照实施例1的方法制备层压板,与实施例1的区别在于预浸料增韧树脂中没有环氧聚硅氧烷,而是用液体128环氧树脂代替;
预浸料增韧树脂配方为:
其他均与实施例1相同。
表1层压板冲击后压缩强度测试结果
项目 | 冲击后压缩强度(MPa) |
实施例1 | 309 |
实施例2 | 321 |
实施例3 | 313 |
实施例4 | 316 |
实施例5 | 285 |
实施例6 | 301 |
实施例7 | 267 |
实施例8 | 252 |
实施例9 | 268 |
实施例10 | 304 |
实施例11 | 312 |
实施例12 | 311 |
实施例13 | 288 |
比较例1 | 164 |
比较例2 | 232 |
比较例3 | 248 |
实施例1~13的韧性较好,冲击后压缩强度为252~321MPa;与实施例1相比,比较例1没有增韧层,冲击后压缩强度为164MPa;比较例2的“增韧层”是基体树脂胶膜,冲击后压缩强度为232MPa;比较例3中的环氧聚硅氧烷用等量液体128环氧树脂代替,冲击后压缩强度为248MPa;比较例1~3的冲击后压缩强度均低于实施例1的309MPa,证明本发明的增韧层对层压板有较好的增韧作用。
Claims (13)
1.一种预浸料增韧树脂,由包括固体环氧树脂、环氧聚硅氧烷、含有封端异氰酸酯基团的化合物在内的原料制备得到。
2.如权利要求1所述的预浸料增韧树脂,其特征在于所述原料包括:
以固体环氧树脂为100重量份数计,
固体环氧树脂 100重量份;
环氧聚硅氧烷 30~180重量份;优选为60~150重量份;
含有封端异氰酸酯基团的化合物 40~200重量份;优选为80~160重量份。
3.如权利要求1所述的预浸料增韧树脂,其特征在于所述原料包括:
所述原料还包括催化剂A;优选地,
所述催化剂A的用量为0.01~20重量份,优选为1~15重量份。
4.如权利要求3所述的预浸料增韧树脂,其特征在于:
所述催化剂A为咪唑类化合物、咪唑衍生物、叔胺、季铵盐、金属卤化物、金属有机化合物、Lewis酸/碱络合物的至少一种;优选地,所述咪唑类化合物为咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的至少一种;所述咪唑衍生物为异氰酸酯或环氧树脂与咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2一苯基咪唑的改性物中的至少一种。
5.如权利要求1所述的预浸料增韧树脂,其特征在于:
所述固体环氧树脂为双酚A型环氧树脂,优选环氧值低于0.25当量/100克;和/或,
所述环氧聚硅氧烷的环氧值不高于0.30当量/100克;和/或,
所述环氧聚硅氧烷为甲基硅油两端被环氧基团封端的化合物;和/或,
所述含有封端异氰酸酯基团的化合物由包括异氰酸酯、封端剂、溶剂在内的原料制备得到;优选地,
所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的至少一种;和/或,
所述封端剂为咪唑类、酚类、醇类、内酰胺、二羰基氢、肟类、亚硫酸氢钠中的至少一种;所述封端剂优选为对硝基苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑、丙酮肟中的至少一种。
6.如权利要求5所述的预浸料增韧树脂,其特征在于:
所述制备含有封端异氰酸酯基团的化合物的原料还包括催化剂B;优选地,
所述催化剂B为二月桂酸二丁基锡;和/或,
所述催化剂B的用量为封端剂的摩尔数量的1~3%;和/或,
所述溶剂为二氧六环、氯仿、丙酮中的至少一种;和/或,
所述溶剂用量的质量分数为所述原料总量的50~70%;和/或,
制备含有封端异氰酸酯基团的化合物的反应温度为60~80℃。
7.一种如权利要求1~6之一所述的预浸料增韧树脂的制备方法,所述方法包括:
将所述原料按照所述用量混合均匀制得所述预浸料增韧树脂;优选地,所述混合温度为30~110℃;更优选为50~80℃。
8.一种增韧层,包括权利要求1~6之一所述的预浸料增韧树脂。
9.一种如权利要求8所述增韧层的制备方法,包括:将所述预浸料增韧树脂进行涂膜得到所述增韧层。
10.一种包括权利要求8所述的增韧层的预浸料,包括有以下组分;
以增强纤维为100重量份数计,
增强纤维 100重量份;
树脂基体胶膜 10~120重量份;优选为30~70重量份;
增韧层 5~50重量份;优选为10~25重量份;
优选地,
所述增强纤维为碳纤维、芳纶、玻璃纤维、玄武岩纤维中的至少一种;和/或,所述树脂为环氧树脂和/或改性环氧树脂。
11.一种如权利要求10所述的预浸料的制备方法,所述方法包括:
将所述增韧层覆盖在已经采用树脂基体胶膜浸渍的增强纤维上,得到所述预浸料。
12.一种层压板,包括如权利要求10所述的预浸料。
13.一种如权利要求1~6之一所述的预浸料增韧树脂、如权利要求8所述的增韧层、如权利要求10所述的预浸料、如权利要求12所述的层压板在航天航空、军工或汽车中的应用。
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