[发明专利]复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法

说明书

本发明公开一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法，属于环氧树脂增韧改性领域，本发明复合材料用环氧树脂增韧改性剂由质量分数为75%的双酚A型环氧树脂和质量分数为25%纳米核壳橡胶组成。本发明增韧改性环氧树脂其结果显得更加显著，并且在取得良好的增韧效果的同时能保持原环氧体系的玻璃化温度Tg不变。

技术领域

本发明属于环氧树脂增韧改性领域，具体涉及一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法。

背景技术

环氧树脂是一种在聚合物复合材料中应用广泛的热固性树脂，其既包含环氧基的低聚物，也包括环氧基的低分子量化合物。环氧树脂由于其分子的特殊结构，使其拥有优良的机械性能、粘接性能、耐化学稳定性、耐磨性能、电绝缘性能、耐热性能以及高的稳定性、工艺性能好、固化时收缩率小等特点，使其作为胶黏剂、材料和复合材料的基体广泛应用与交通、机械、电子、汽车及航空航天领域。但是环氧树脂由于其高度交联的结构，其裂纹扩展属于典型的脆性扩展，固化后也存在韧性不足、容易开裂等问题，这些问题限制了环氧树脂在工程技术上的应用。因此，自六十年代中期开始对环氧树脂的增韧改性一直是国内外研究的热点。

目前研究出来的对环氧树脂的增韧改性的方法有很多，比如在环氧树脂中通过添加韧性较好的热塑性树脂，使其在环氧树脂中形成分散相，能有效对环氧树脂进行增韧改性，这些热塑性树脂不仅韧性较好，还有较高的模量和强度，在改性的同时还不影响环氧固化物的机械性能。还有就是利用互穿网络聚合物(IPN)对环氧树脂进行增韧改性，IPN由于其交联网状聚合物相互贯穿的特点，起着协同效应和强迫包容等作用。这些互穿体系在对环氧树脂进行增韧后不仅冲击强度提高，其拉伸强度也不会降低甚至略有提高。另外还有热致性聚合物增韧、刚性高分子增韧、嵌段共聚物结构改性等多种增韧改性方法。但是，现有技术对环氧树脂的增韧改性存在改性剂与环氧树脂具相容性不好的缺陷，并且改性方法多为复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

复合材料用环氧树脂增韧改性剂，由质量分数为75％的双酚A型环氧树脂和质量分数为25％纳米核壳橡胶组成。

进一步的，所用纳米核壳橡胶尺寸为90～110纳米。

进一步的，所用纳米核壳橡胶尺寸为100纳米。

环氧树脂增韧改性方法，包括以下步骤：将上述复合材料用环氧树脂增韧改性剂与环氧树脂在40～50℃温度下混合，搅拌至体系均匀分散。

进一步的，所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂的添加量为环氧树脂的15％～20％。

进一步的，所述环氧树脂为BisA型环氧树脂、BisF型环氧树脂、脂环族环氧树脂、多官能TGMDA、线性酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂中的一种或多种。

本发明具有以下优点：

(1)本发明复合材料用环氧树脂增韧改性剂是由75％双酚A型环氧树脂和25％纳米核壳橡胶组成的半透明液体混合物，纳米核壳橡胶在环氧树脂中均匀分布，与传统的橡胶增韧相比，本发明液态的复合材料用环氧树脂增韧改性剂在固化前与环氧树脂具有良好的相容性，即能均匀的分散在环氧树脂中，液态核壳橡胶增韧改性环氧树脂其结果显得更加显著，并且在取得良好的增韧效果的同时能保持原环氧体系的玻璃化温度Tg不变；

(2)本发明复合材料用环氧树脂增韧改性剂是含有75％的双酚A环氧树脂，所以主体环氧树脂不需要再重复添加；

(3)本发明环氧树脂增韧改性方法，使用了所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂，所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂的添加量为环氧树脂的15％～20％，改性后的产品的韧性和耐冲击强度有显著提高；