[发明专利]一种高效快速固化树脂基轻质复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效快速固化树脂基轻质复合材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：1)选微粉双氰胺和电子级双氰胺作为复合固化剂，选择脲胺类和咪唑类作为复合催化剂，制成混合固化体系；选合适的空心玻璃微珠；将环氧树脂、增韧剂、成膜剂和溶剂，混合搅拌均匀，形成树脂混合液；2)将空心玻璃微珠加入到混合固化体系中，混合搅拌均匀后加入到树脂混合液中，形成轻质复合材料胶液；3)将轻质复合材料胶液涂覆于不经过表面处理的离型膜上，经过烘烤形成半固化片材，再将半固化片材经过压制，最终得到轻质复合材料。本方案降低了成型加工过程的温度，缩短了固化成型时间，降低了复合材料密度。

技术领域

本发明涉及一种轻质复合材料，具体涉及一种高效快速固化树脂基轻质复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种综合性能优良的复合材料树脂基体，由环氧树脂成型的复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异的特点。空心玻璃微珠具有密度低、压缩强度高、电阻率高、热传导系数和热收缩系数小等优点，是其他轻质填料无法比拟的。而使用空心玻璃微珠来降低环氧树脂复合材料的密度，目前也越来越广泛应用在机械、轻工、航空航天、船舶、建筑等领域。

双氰胺作为环氧树脂的固化剂，由于固化产物具有优良的力学性能和电性能，广泛应用在汽车、航天及电子等领域中，但由于其固化温度较高且固化时间较长，使应用范围受到很大限制，而目前大量使用的咪唑类固化促进剂，虽然能够加快固化速度，但是固化温度还是普遍较高，固化成型时间很长，虽然提高咪唑类催化剂的量能够迅速提高固化速度，达到解决固化时间长的问题，但是加大咪唑类催化剂的量，会带来加工过程难以控制，极容易形成暴聚等化学现象，使得原材料直接损失，无法生产。

如专利号为201210077459.2公开的一种密度小于水的轻质高强复合材料，其配方为环氧树脂100份，增韧剂0～15份，溶剂30.0～70.0份，固化剂2.5～35份，促进剂0.01～0.30份，偶联剂0.5～3.0份，表面活性剂0.05～0.15份，空心玻璃微球20～60份，该配方制得的复合材料密度达到0.90～0.99g/cm3，采用增强材料浸渍混和胶液或者将混合胶液涂覆于增强材料上的工艺制得半固化材料，半固化材料再经多层叠配、层压热固化制得复合材料，由于浸胶工艺和材料成型工艺的问题，配方中不能大量的加入空心玻璃微球，该配方中只能加入20～60份空心玻璃微球，且对空心玻璃微球的强度和粒径有相当高的要求，并且半固化材料制作时，需经过100～200℃高温的烘箱，轻质材料成型时，材料温度需达到160℃以上，时间达到40分钟以上，才能完全固化成型出制品，该专利，1、复合材料密度无法下降的太多，2、制品尺寸受到限制，3、成型过程中耗能过多，耗时过长；又如专利号为201210067359.1公开的一种轻质高强浮力材料，其配方为重量份数为100份低粘度环氧树脂、5～10份热塑性树脂、16～48份空心微珠及10～20份固化剂，该配方制得的复合材料密度虽然能够达到0.63g/cm3，但是由于该配方采用的是模压成型，模压件不仅要在模压机中固化3～5小时成型，而且脱模后还需在烘箱中固化温度条件下保持1～3小时，才能完整固化成型。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种高效快速固化树脂基轻质复合材料及其制备方法，通过选择和调整树脂复合液，选择不同种类固化剂和催化剂，并调整固化剂和催化剂的配比，加入低密度的空心玻璃微球，经过涂覆工艺达到设定的复合材料成型时间和密度，从而降低成型加工过程的温度，缩短固化成型时间，降低复合材料密度。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种高效快速固化树脂基轻质复合材料的制备方法，包括如下步骤：