[发明专利]一种缠绕用环氧树脂组合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种缠绕用环氧树脂组合物及其制备方法和应用，具体地说，是一种适于缠绕成型工艺用的环氧树脂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂是一类包含有许多类型的重要热固性树脂品种，由于它具有较好的耐热性、力学性能及工艺性等优点，已经在许多领域得到广泛应用，目前是碳纤维复合材料最常用的基体树脂之一。碳/环氧复合材料具有比强度和比模量高、可设计性好、抗疲劳性好、结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成型的独特优点，在航天航空领域得到了广泛的应用。

但是环氧树脂在固化后存韧性不足的缺点，不能有效发挥碳纤维的性能，其碳纤维复合材料在承受载荷时往往由于环氧树脂的过早失效导致复合材料的破坏。为了适应高性能碳纤维复合材料对基体树脂的需求，环氧树脂的改性一直是相关领域的研究热点，兼具韧性、强度和优良加工性能的环氧树脂一直是环氧树脂改性的发展方向。

与此同时，为了满足缠绕成型的加工要求，所需树脂基体还要具有与纤维粘结性好、粘度较低、固化收缩率小等良好的工艺性能。然而，目前用于缠绕成型工艺的环氧树脂一般粘度较大或者韧性差，因此开发适于缠绕成型工艺用的环氧树脂体系成为近年来的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种缠绕用环氧树脂组合物。

一种缠绕用环氧树脂组合物，由100质量份的环氧树脂，30-50质量份的胺类固化剂，和0.5-5.0质量份的具有环氧基团的小分子化合物组成。

其中，环氧树脂选自：缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、脂环类环氧树脂，或者包括至少一种前述环氧树脂的混合物；所述环氧树脂优选缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂的组合，更优选双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂的组合，两者的质量比为：2∶8-8∶2，优选为3∶7-7∶3。

胺类固化剂选自：乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二胺、二乙基甲苯二胺、4，4′-二氨基二苯甲烷、4，4′-二氨基二苯砜、二乙基甲苯二胺及其组合，特别优选其中的芳香族胺类化合物。

具有环氧基团的小分子化合物可选自：环氧丙烷、环氧丙烷甲基醚、苯基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、甲酚缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、三甲醇基丙烷三缩水甘油醚或其组合。

本发明的目的还在于提供上述缠绕用环氧树脂组合物的制备方法。

上述缠绕用环氧树脂组合物的制备方法，可以采用热熔法，包括入下步骤：将环氧树脂加热搅拌至形成透明溶液，然后将透明溶液冷却，接着在所述透明溶液中加入胺类固化剂和小分子化合物，搅拌溶解得到所述的环氧树脂组合物。

进一步地，该制备方法包括如下步骤：将缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂混合，在100-200℃加热搅拌至形成透明溶液，然后将透明溶液冷却到50-100℃，接着在所述透明溶液中加入胺类固化剂和小分子化合物，搅拌溶解得到所述的环氧树脂组合物。

本发明还有以下技术特征：

1、采用缩水甘油醚类环氧树脂和缩水甘油酯类树脂的混合环氧树脂作为缠绕制品的树脂基体，使缠绕制品具有高强高韧的抗冲击性能，并且具备优异的耐高温性能。

2、采用胺类固化剂(特别优选芳香族胺类化合物)作为缠绕制品的固化剂，使缠绕制品具有较低的固化温度及突出的耐热性能。

3、采用无毒或者低毒的单官能团或者多官能团环氧基的小分子化合物作为缠绕制品的添加剂，在一定范围内可以降低普通双酚A型环氧树脂或者环氧树脂混合物的粘度，改善缠绕制品工艺性和柔韧性，满足缠绕成型工艺对树脂体系的粘度要求，同时不会导致其强度、模量等力学性能大幅降低。

同时，通过环氧基小分子化合物的自聚集反应基团与胺类固化剂的作用，来制备低成本的高性能环氧树脂。

具体实施方式

实施例1