[发明专利]环氧树脂配制物

说明书

提供包含以下组分的配制物：10至80％按配制物重量计的卤化环氧树脂；1至15％按配制物重量计的基于锑的阻燃剂；1至10％按配制物重量计的无机或非聚合性有机含磷阻燃剂；和1至30％按配制物重量计的固化剂体系。配制物特别适于制备具有良好的阻燃性、低的烟排放量、低的烟毒性和低的热释放性质的飞机内部复合组件。所述配制物也具有优异的加工和机械性质。其它组分可以包含在组合物中以改善各种性质，包括阻燃性、低的烟排放量、低的烟毒性和低的热释放性质，且还进一步改善加工和机械性质，包括韧性。由所述配制物制备的组合物具有优异的加工和机械性质，并且也可以具有良好的表面光洁度。

本发明涉及改善的环氧树脂配制物，特别涉及可用于生产飞机内部组件的环氧树脂配制物，所述飞机内部组件具有良好的阻燃性质、低的烟排放量、低的烟气毒性和低的热释放性质，同时保持良好的机械和加工性质。本发明也涉及包含树脂配制物的预浸料、固化的预浸料、由此类固化预浸料形成的层状结构和由此类固化预浸料/层状结构形成的飞机组件，特别是内部飞机组件，例如厨房、纪念碑(monument)、行李架、底板组件、驾驶舱组件、托盘、进气道、座椅或座椅组件。

浸渍有可固化树脂的纤维层在本申请称为预浸料，且预浸料中的树脂可以是未固化的或部分固化的。

多年来，包含基于酚醛树脂的配制物和玻璃纤维的预浸料已经用于生产飞机内部组件，而这样的预浸料通常生产出具有合理的阻燃性、烟排放量和烟气毒性(FST)特性的组件。但是，此类基于酚醛树脂的配制物生产出具有通常较差的表面光洁度的组件，因此用在其中表面光洁度比较重要的组件(例如飞机内部组件)中，组件需要另外的固化后加工和/或使用填料以获得可接受的表面光洁度。此类组件的机械性质也可能受限，且组件的重量可能相对较高，特别是当预浸料包含玻璃纤维而非碳纤维时更是如此。

因此，已经转向使用基于环氧树脂的预浸料来形成飞机内部组件，因为此类树脂可以生产具有相对于基于酚醛树脂的体系改善的表面光洁度以及潜在改善的机械性质的组件。

环氧树脂配制物通常包含环氧树脂，其根据待使用的固化循环和待生产的最终制品的性质可以选自众多含环氧树脂的材料。环氧树脂可以是固体、液体或半固体，并且特征在于它们的官能度和环氧当量。环氧树脂的官能度是每分子中可用于反应和固化以形成固化结构的反应性环氧位点的数目。例如，双酚-A环氧树脂的官能度为2，某些缩水甘油胺可具有大于4的官能度。环氧树脂的反应性由其环氧当量(EEW)表示，EEW越低，反应性越高。EEW是包含1摩尔当量环氧基团的以克计的环氧树脂材料的重量(g/mol)。

环氧配制物也包括催化剂和/或固化剂，且这些也根据环氧树脂的性质、待生产的产品和所需的固化循环进行选择。

固化的环氧树脂体系可为脆性的，且公知在环氧树脂体系中包括增韧剂以便降低其脆性。已经提出的典型增韧剂是热塑性树脂，例如聚乙烯醇缩甲醛和苯氧基树脂；橡胶，例如羧基封端的丁二烯橡胶(CBTN)和胺封端的丙烯腈橡胶(ATBN)；以及热塑性材料，例如聚醚砜。

预浸料所需的性质是，当固化时，根据其所要投放的用途，其具有所需的Tg以及具有所需的机械性质。在某些应用中，重要的是Tg在潮湿或湿润条件下得以保持。另外，当用于生产层状结构时，其必须粘附至层压体中的邻近层，且对于该用途优选的是预浸料摸起来发粘，粘性由树脂配制物提供。

固化复合材料的重要物理性质包括层间剪切强度(ILSS)、0°挠曲强度、0°挠曲模量、0°拉伸强度和0°拉伸模量；且这些数值均受未固化的组合物中存在的树脂和非树脂组分的性质和用量两者的影响。

树脂配制物和固化预浸料的其它重要性质是冷储存、保存期以及在潮湿条件下物理性质和机械性质的保持。基于固化预浸料的复合材料必须具有所需的滚筒剥离性质(自粘)以确保对芯材料例如蜂巢芯的强结合。