[发明专利]用于真空树脂浸渍成型的二乙烯基芳烃二氧化物组合物

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种用于真空树脂浸渍成型方法的树脂组合物(formulation)，其中该树脂组合物基于二乙烯基芳烃二氧化物(divinylarene dioxide)。

背景和相关技术的描述

众所周知，环氧树脂在真空树脂浸渍成型方法中使用。真空树脂浸渍成型方法需要具有低粘度例如在25℃低于300mPa·s的粘度的环氧树脂组合物。然而，常规环氧树脂典型具有在25℃高于300mPa·s的粘度；因此当常规环氧树脂在真空树脂浸渍成型方法中使用时，典型地需要反应性稀释剂，并且将其添加到常规环氧树脂中以降低环氧树脂的粘度和实现所需的低粘度，从而使常规环氧树脂组合物可用于真空树脂浸渍成型方法。

此外，当包含常规环氧树脂和反应性稀释剂的树脂组合物进行固化时所产生的问题是：所得的固化的热固性塑料(thermoset)表现出降低的耐热性。对于必须满足某些商业工业标准的热固性塑料来说，耐热性是重要的性质。例如，Germanischer Lloyd需要热挠曲温度为70℃以上(ISO 75方法A)的固化的热固性塑料。该降低的耐热性可以通过在组合物中包含相对昂贵的脂环族胺固化剂而仅得到部分补偿。因此，对于真空树脂浸渍成型，尤其是对于使用真空树脂浸渍成型方法制造的大部件比如风轮机叶片(wind turbine blades)、发电机机舱和鼻锥体，需要一种在固化后具有低粘度和良好的耐热性并且不要求使用脂环族胺固化剂的环氧树脂组合物。

二乙烯基芳烃二氧化物，比如二乙烯基苯二氧化物(DVBDO)，是一类具有相对低的液体粘度(例如，在25℃低于25mPa·s)和高的刚性(例如，低于或等于10，通过使用Bicerano的方法计算的不包含侧链的二氧化物的旋转自由度(rotational degrees of freedom)的数值而测量(聚合物性质预测(Prediction of Polymer Properties)，Dekker，纽约，1993))的二环氧化物。二乙烯基芳烃二氧化物的刚性高于以前在用于真空树脂浸渍成型的组合物中使用的常规环氧树脂的刚性。所得的基于二乙烯基芳烃的组合物不需要使用脂环族胺固化剂来获得所需的耐热性。因此，这是对现有技术的改进，提供了一种用于真空树脂浸渍成型的基于二乙烯基芳烃的组合物。

英国专利GB 854679描述了DVBDO使用多官能胺的固化；并且日本专利JP 62153316描述了由环氧树脂、固化剂和羟基官能的胺的形成的组合物。上述的两篇现有技术参考文献均没有描述对于DVBDO使用聚氨基醚(polyaminoether)作为多官能胺固化剂。

因此，期望提供一种在真空树脂浸渍成型方法中使用的树脂组合物，所述树脂组合物包含(a)二乙烯基芳烃二氧化物和(b)聚氨基醚。

发明概述

本发明的一个实施方案涉及一种在真空树脂浸渍成型方法中使用的树脂组合物。本发明的树脂组合物包含(a)二乙烯基芳烃二氧化物和(b)聚氨基醚；其中所述聚氨基醚不具有侧羟基。在本发明的一个实施方案中，所述树脂组合物具有低的粘度(例如，在25℃低于400mPa·s)。

包含二乙烯基芳烃二氧化物，尤其是衍生自二乙烯基苯的那些二乙烯基芳烃二氧化物比如二乙烯基苯二氧化物(DVBDO)以及聚氨基醚的真空树脂浸渍成型组合物，是新型的组合物，其同时提供低的粘度(例如，在25℃低于400mPa·s)以及良好的耐热性(例如，大于80℃的Tg)。

本发明的另一种实施方案涉及使用上述树脂组合物的真空树脂浸渍成型方法。

所得的本发明的基于二乙烯基芳烃的组合物的一个优点在于该组合物不需要使用脂环族胺固化剂来获得所需的耐热性。本发明的基于二乙烯基芳烃的组合物特别在真空树脂浸渍成型中有用。本发明的新型的基于二乙烯基芳烃的组合物的主要用途的一个实例是制备纤维增强的结构复合材料比如风轮机叶片、发电机机舱和鼻锥体。

在本发明中使用的二乙烯基芳烃二氧化物比在现有技术中已知用于真空树脂浸渍成型的环氧树脂具有低得多的粘度。例如，与二乙烯基芳烃二氧化物一起使用的聚氨基醚的非醚类似物比如1，4-二氨基丁烷具有相对差的与已知环氧树脂的相容性，因此不用于真空树脂浸渍成型组合物中。然而，二乙烯基芳烃二氧化物和聚氨基醚的组合作为新型的组合物，其具有低粘度和良好的耐热性之间的独特平衡；并且可以在真空树脂浸渍成型组合物中使用。

发明详述