TW201817804A

TW201817804A - 環氧樹脂組合物及其應用

Info

Publication number: TW201817804A
Application number: TW105135892A
Authority: TW
Inventors: 郭勁良
Original assignee: 長興材料工業股份有限公司
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-05-16

Abstract

本發明提供一種環氧樹脂組合物，包含環氧樹脂、稀釋劑和硬化劑，其中該環氧樹脂、稀釋劑和硬化劑係如本文中所定義者。本發明之環氧樹脂組合物可在較短的後固化時間即可達到較高的玻璃轉移溫度，具有較佳的機械強度，且具有對纖維的含浸性佳、線收縮率低、低溫環境下不易結晶等特性。

Description

環氧樹脂組合物及其應用

本發明係關於一種環氧樹脂組合物，及關於上述環氧樹脂組合物之應用。

環氧樹脂為一種熱固性聚合物，固化後具有優異的機械、耐熱、耐酸鹼及電器性質，廣泛用於黏著劑、塗料、電子器件、汽車及航太工業等複合材料。環氧樹脂的另一個重要應用為與纖維形成纖維強化複合材料，廣泛應用於製造大型模具例如飛機、太空梭、輪船及小船、體育用品及風力機之轉子葉片的材料。由於製作大型模具存在環氧樹脂固化不完全而影響後續成品的特性，目前可用於製作大型模具的樹脂現行品種類眾多，然而皆需較長的後固化時間才可達到所欲之玻璃轉換溫度，且成品的機械強度也不一定能達到要求。因此，技術領域中需要一種新穎環氧樹脂組合物，其可以較短的後固化時間即可達到較高的玻璃轉移溫度，且製得之成品具備良好機械強度。

本發明一方面在於提供一種環氧樹脂組合物，包含環氧樹脂、稀釋劑和硬化劑，其中該環氧樹脂包含兩種或兩種以上環氧樹脂。本發明另一方面在於提供一種環氧樹脂複合材料。本發明之環氧樹脂組合物流動性與操作性佳，且對纖維有良好的含浸性，並可以在較短的後固化時間，達到較高的玻璃轉移溫度，且製得之成品具備良好機械強度、線收縮率低且在低溫下不易結晶，相較於先前技術更為符合業界需求。

為便於理解本文所陳述之揭示內容，茲於下文中術語「約」意謂如由一般熟習此項技術者所測定之特定值的可接受誤差，其部分地視如何量測或測定該值而定。本發明一方面在於提供一種環氧樹脂組合物，包含環氧樹脂、稀釋劑和硬化劑，其中該環氧樹脂包含兩種或兩種以上環氧樹脂。 本發明之環氧樹脂組合物 1. 環氧樹脂 本發明使用之環氧樹脂包含兩種或兩種以上環氧樹脂，可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所已知者，其可選種類例如但不限於：雙酚A雙縮水甘油醚、雙酚F雙縮水甘油醚、雙酚S雙縮水甘油醚、四縮水甘油基亞甲基二苯胺、環氧酚醛清漆樹脂、3,4-環氧基環己基甲基3,4-環氧基環己烷甲酸酯及六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯。較佳之可選種類為雙酚A雙縮水甘油醚、雙酚F雙縮水甘油醚、雙酚S雙縮水甘油醚。本發明之環氧樹脂可與硬化劑反應。在本發明之一實施態樣中，以該組合物總重量計，環氧樹脂之總含量係介於約5重量%至約90重量%之間，較佳介於約10重量%至約80重量%之間，更佳介於約20重量%至約70重量%之間。 2. 稀釋劑 本發明所用之稀釋劑並無特殊限制，且可為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，較佳為反應型稀釋劑，其例如但不限於：1,6己二醇二甲基丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，丙二醇二甲基丙烯酸酯，環己烷二甲基丙烯酸酯，丁二醇二甲基丙烯酸酯，二乙二醇二甲基丙烯酸酯，三乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯，乙氧化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，縮水甘油甲基丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。本發明之稀釋劑可調整環氧樹脂組合物之黏度，進一步提升環氧樹脂組合物的操作性。在本發明之一實施態樣中，以該組合物總重量計，稀釋劑之總含量係介於約5重量%至約90重量%之間，較佳介於約10重量%至約80重量%之間，更佳介於約20重量%至約70重量%之間。 3. 硬化劑 硬化劑可與環氧樹脂反應形成交聯，本發明之硬化劑選用兩種或兩種以上之脂肪胺化合物，可提升組合物固化後機械性能與玻璃轉移溫度，即便使用中低溫的固化條件(50~80^o C)依然具有良好的機械特性。本發明所用之硬化劑係包含兩種或兩種以上之脂肪胺化合物，可用於本發明之脂肪胺化合物係選自以下之群：1,12-二胺基十二烷、1,10-二胺基癸烷、1,2-二胺基環己烷、1,2-丙烷二胺、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-丙烷二胺、1-甲基-2,4-二胺基環己烷、2,2'-氧基雙(乙胺)、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、4,4'-亞甲基二苯胺、4-乙基-4-甲基胺基-1-辛胺、二伸乙基三胺、乙二胺、己二胺、異佛爾酮二胺、薄荷烯二胺、N-胺基乙基哌嗪、新戊二胺、降莰烷二胺、辛二胺、哌嗪、4,8-二胺基三環[5.2.1.0]癸烷、甲苯二胺、三伸乙基四胺及三甲基己二胺。在本發明中，硬化劑含量並無特殊限制，可視環氧樹脂所需進行調整。在本發明之一實施態樣中，該組合物總重量計，硬化劑之總含量係介於約5重量%至約90重量%之間，較佳介於約10重量%至約80重量%之間，更佳介於約20重量%至約70重量%之間。 4. 添加劑 本發明之環氧樹脂組合物可視需要含有本發明所屬技術領域中具有通常知識者習知之任何適當添加劑，例如(但不以此為限)：穩定劑(stabilizer)、顏料、整平劑、消泡劑、偶合劑、催化劑、丙烯酸酯類單體及其組合等。上述添加劑之含量亦為本發明所屬技術領域中具有通常知識者可經由例行實驗調整者。 本發明環氧樹脂組合物之應用 本發明另一方面在於提供一種環氧樹脂複合材料。本發明的環氧樹脂複合材料可由本發明之環氧樹脂組合物固化而得。上述的固化條件並無特殊限制，例如可先將本發明之環氧樹脂、稀釋劑、硬化劑及視需要之添加劑混合後置於室溫下靜置1小時至3天，之後加熱至50^o C至130^o C，3小時至16小時。本發明的環氧樹脂組合物對於纖維的含浸性佳，因此，本發明之環氧樹脂複合材料可進一步包含纖維，可獲得包含纖維與環氧樹脂的纖維強化環氧樹脂複合材料。適用於本發明的纖維並無特殊限制，可為碳纖維、石墨纖維、玻璃纖維、有機纖維、硼纖維、鋼纖維等。本發明的環氧樹脂組合物可以在短的時間內固化，固化後的環氧樹脂複合材料具有115^o C至130^o C的高玻璃轉換溫度，且線收縮率低、機械強度佳。因此，相較於其他先前技術更為符合成本效益。

Claims

一種環氧樹脂組合物，包含環氧樹脂、稀釋劑和硬化劑，其中該環氧樹脂包含兩種或兩種以上環氧樹脂。
如請求項1之組合物，其中該環氧樹脂係選自以下之群：雙酚A雙縮水甘油醚、雙酚F雙縮水甘油醚、雙酚S雙縮水甘油醚、四縮水甘油基亞甲基二苯胺、環氧酚醛清漆樹脂、3,4-環氧基環己基甲基3,4-環氧基環己烷甲酸酯及六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯。
如請求項1之組合物，其中該環氧樹脂之用量，以該組合物之總重量計，為約5重量%至約90重量%。
如請求項1之組合物，其中該稀釋劑係選自以下之群：1,6己二醇二甲基丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，丙二醇二甲基丙烯酸酯，環己烷二甲基丙烯酸酯，丁二醇二甲基丙烯酸酯，二乙二醇二甲基丙烯酸酯，三乙二醇二甲基丙烯酸酯，甲基丙烯酸甲酯，乙氧化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，縮水甘油甲基丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
如請求項1之組合物，其中該稀釋劑之用量，以該組合物之總重量計，為約5重量%至約90重量%。
如請求項1之組合物，其中該硬化劑，其係包含兩種或兩種以上之脂肪胺化合物。
如請求項4之組合物，其中該硬化劑係選自以下之群：1,12-二胺基十二烷、1,10-二胺基癸烷、1,2-二胺基環己烷、1,2-丙烷二胺、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-丙烷二胺、1-甲基-2,4-二胺基環己烷、2,2'-氧基雙(乙胺)、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、4,4'-亞甲基二苯胺、4-乙基-4-甲基胺基-1-辛胺、二伸乙基三胺、乙二胺、己二胺、異佛爾酮二胺、薄荷烯二胺、N-胺基乙基哌嗪、新戊二胺、降莰烷二胺、辛二胺、哌嗪、4,8-二胺基三環[5.2.1.0]癸烷、甲苯二胺、三伸乙基四胺及三甲基己二胺。
如請求項1之組合物，其中該硬化劑之用量，以該組合物之總重量計，為約5重量%至約90重量%。
如請求項1之組合物，進一步包含添加劑，其中該添加劑系包含: 穩定劑、顏料、整平劑、消泡劑、偶合劑、催化劑、抑制劑、丙烯酸酯類單體或其組合。
一種環氧樹脂複合材料，其係由請求項1至9中任一項之組合物固化而得。