[发明专利]可固化环氧树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及可固化环氧树脂调配物或组合物；并且更确切地说，涉及如下可固化树脂组合物，其具有高Tg和高残炭率以足以使所述环氧树脂组合物用于制造高性能复合物。

背景技术

已知环氧树脂和包括碳纤维预浸体的环氧预浸体适用于航空应用。对于此类航空应用，所得预浸体具有高玻璃转化温度(Tg)[例如大于160℃]和用于获得耐火性的高残炭率(例如炭残余物大于或等于百分之35[％]残余物)很重要。

举例来说，US 2011/0184091公开一种用于航空工业中的热熔预浸体，其采用(1)两种或两种以上环氧树脂，其中一种环氧树脂含有噁唑啶酮环结构，和(2)作为固化剂的4，4′-二氨基苯砜(DDS)。尽管US 2011/0184091中所公开的组合物提供适用于航空工业的固化产物，但改良所述组合物仍存在空间，包括提供特性(例如由组合物制成的固化产物的高Tg和高残炭率)的平衡。此外，US 2011/0184091未公开低黏度环氧树脂(例如经二氧化二乙烯基苯环氧化的环己烷四酚(CHTP)或二氧化二乙烯基苯(DVBDO))制备可固化环氧树脂组合物的用途。

通常，碳纤维预浸体经由如图1所示的已知热熔法制备。热熔预浸体法由以下步骤组成：膜浇铸，继而形成预浸体以及复合物，在袋下或高压釜中固化。用于热熔法的环氧树脂组合物的典型特征包括不含溶剂、未反应混合物具有高粘度(此特征对于形成膜很关键)以及膜形成期间化学作用的延迟。此外，用于制备预浸体的方法的“B阶段”期主要由调谐组合物的粘度实现。此外，B阶段的“粘性”程度在低到高范围内。

热熔预浸体的典型组合物含有如下稀释剂以将粘度调谐至所要处理性范围，例如环脂族和脂族环氧树脂、低粘度液体环氧树脂(LER)以及其它反应性稀释剂。然而，使用反应性稀释剂可得到减少的热和机械特性、较低玻璃转化温度(Tg)和用于获得耐火性的较低残炭率。

制备用于航空应用的尤其包括碳纤维预浸体的环氧预浸体的领域中需要用于制备如下预浸体的环氧树脂组合物，其展现包括例如处理性、Tg、机械性能和残炭率的有利特性的组合和平衡。

发明内容

本发明涉及一种可固化环氧树脂调配物或组合物，其具有高Tg和高残炭率树脂组合物以用于高性能复合物。本发明的环氧树脂组合物可以用于例如经由热熔法制备碳纤维预浸体。此类碳纤维预浸体有利地不含习知环氧稀释剂，例如环脂族环氧树脂或其它液体环氧树脂。

本发明的一个实施例涉及一种可固化树脂调配物或组合物，其包括：

(a)至少一种环氧化合物，其包含：

(i)至少一种固体或半固体环氧树脂；以及

(ii)至少一种二氧化二乙烯基芳烃树脂化合物；以及

(b)至少一种硬化剂；

其中经固化的可固化组合物包含Tg大于约120℃的经固化热固性产物。

在一个优选实施例中，本发明中所用的至少一种二氧化二乙烯基芳烃树脂化合物(ii)可以是二氧化二乙烯基苯(DVBDO)。一般来说，在一个实施例中，二氧化二乙烯基芳烃(例如DVBDO)的粘度低于或等于12mPa-s；在另一实施例中，低于或等于约9mPa-s；并且在再另一实施例中，低于或等于约8mPa-s。

在另一实施例中，至少一种环氧化合物(组分(i))可以包括至少一种酚醛清漆环氧树脂。

本发明的另一实施例涉及由以上可固化组合物制备的热固性物以用作由以上环氧组合物制成的高性能复合物。

本发明的环氧组合物提供环氧树脂热固性产物，其特性与工业接受的高性能环氧树脂(例如用4，4′-二氨基苯砜(DDS)固化的Tactix 556)相当或超出所述高性能环氧树脂并且可以用于航空工业中。

本发明的再其它实施例涉及一种制备以上可固化组合物的方法和由以上环氧组合物制备热固性产物的方法，其中所述热固性物可适用于高性能复合物。

本发明中所述的组合物可经由热熔法处理，得到碳纤维预浸体和复合物；并且此类预浸体可并装于真空袋中并且测试。本发明的组合物由于所述组合物的处理性、性能和热特性而可以用于航空热熔预浸体。

附图说明

出于说明本发明的目的，图式示出本发明的当前优选形式。然而，应了解本发明不限于图式中所示的实施例。

图1是热熔预浸法的示意性表示。

图2是示出本发明环氧树脂组合物随温度变化的粘度特征的图解说明。

具体实施方式