[发明专利]一种真空导入成型用高性能环氧树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法，尤其是一种适用于真空导入成型的高性能的环氧基体树脂组合物及其制备方法。

背景技术

真空辅助成型工艺是一种仅利用真空负压作为动力实现树脂导入、纤维浸渍、树脂固化的复合材料成型工艺。以真空负压作为动力，通过预设的树脂流动通道，将树脂吸入铺设在真空袋内的预制件内，实现树脂对纤维的浸润，在不需要额外施加压力的条件下固化成型，其主要特点是成本低、产品孔隙率低、性能与热压罐工艺接近、适合制造大型结构等。因此，真空辅助成型技术作为一种十分有效的成型技术，在航空航天、建筑、汽车、船舶、风电领域受到广泛重视。

环氧树脂作为一种高性能树脂，拥有耐温性、耐腐蚀性好、力学强度高、绝缘效果好、收缩性低、吸水性低等诸多优点，由于环氧树脂这些突出的优点，环氧树脂固化体系作为低成本复合材料基体要求能够在室温条件下尽可能固化，在中温下能够完全固化，并有较长的适用期，较低的粘度。

双环戊二烯(DCPD)是环戊二烯的二聚体，主要来自于乙烯裂解的副产C5馏分和煤炭焦化副产轻苯馏分，由于化学活性高，是石油树脂和多种精细化学品的原料，将其引入环氧树脂，可使环氧树脂性能得到改善，如其粘度、力学性能以及良好阻燃性和韧性均优于通用型环氧树脂。

发明内容

本发明涉及一种真空导入成型用高性能环氧树脂组合物及其制备方法，其解决的技术问题是现有市场上的环氧树脂组合物存在高粘度，低力学性能以及易燃性等缺陷。

一种真空导入成型用高性能环氧树脂组合物，由下述成分制成：100质量份的混合环氧树脂；20-60质量份的固化剂；10-40质量份的稀释剂；0.5-5.0质量份的促进剂；0.5-5.0质量份的填料；所述环氧树脂包括环氧树脂a和环氧树脂b；其特征在于：环氧树脂a为双环戊二烯（DCPD）型环氧树脂，所述环氧树脂b为缩水甘油胺类环氧树脂和双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂的组合物。

进一步，环氧树脂a和环氧树脂b的质量比为：50-80：20-50；所述双环戊二烯型环氧树脂的结构式如下所示：

式中n为0至10的整数；所述环氧树脂b中的缩水甘油胺类环氧树脂与双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂的质量比为：1:9-9:1。

进一步，所述固化剂为酸酐类化合物、酸类化合物中的一种或几种。

进一步，所述固化剂选自：邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、四氢苯二甲酸酐、α-甲基丙烯酸中的一种或几种。

进一步，所述稀释剂选自：乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。

进一步，所述促进剂选自：叔胺、苄基二甲胺、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、三氟化硼络合物、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种。

进一步，所述无机填料选自：碳酸钙、高岭土、硅藻土、膨润土、纳米氧化钛、滑石粉中的一种或几种。

一种用于真空导入成型的高性能环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：步骤1、环氧树脂a和环氧树脂b混合并在40℃下以800-1000转/分钟的速度机械搅拌分散5-10分钟；步骤2、边搅拌边依次加入无机填料和稀释剂，以800-1000转/分钟的速度机械搅拌分散5-10分钟后室温下静置待用；步骤3、将固化剂在室温（18℃-25℃）下以600-800转/分钟的速度机械搅拌分散5-10分钟；步骤4、在边搅拌边加入促进剂，在室温下以600-800转/分钟的速度机械搅拌分散5-10分钟；步骤5、将步骤2所制得产物与步骤4所制得产物在室温（18℃-25℃）下进行混合，以3000-3500转/分钟的速度机械搅拌分散3-5分钟；步骤6、真空脱泡后即得所述用于真空导入成型的高性能环氧树脂组合物。

本发明真空导入成型用高性能环氧树脂组合物及其制备方法与传统真空导入成型用高性能环氧树脂组合物及其制备方法相比，具有以下有益效果：

（1）本发明中的环氧基体树脂选自双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂和缩水甘油醚类环氧树脂的组合物，它们的组成物具有低粘度，高力学性能以及良好阻燃性的特点，其足够长时间的不变粘度，有利于浸透、排气，树脂工作寿命以满足大型机构件成型的需要。