一种用于树脂传递模塑成型的低粘度环氧树脂体系及其制备使用方法

摘要

本发明涉及一种用于树脂传递模塑成型的低粘度环氧树脂体系及其制备使用方法，由A、B两种组分组成，其中A组分中环氧树脂与反应型稀释剂、消泡剂重量比为55～90∶10～45∶0.05～1；B组分即固化剂与A组分的重量比为100∶10～30。将环氧树脂体系A、B组分按比例混合搅拌均匀，室温下抽真空脱气泡，最后在80℃条件下加热6h即可得到浇铸体。本发明可以改善环氧树脂体系的凝胶时间、粘度，同时保持良好的力学性能和热性能，可适用于汽车、船舶、风电叶片、航空航天等大型复合材料结构件的制造。

权利要求

1.一种用于树脂传递模塑成型的低粘度环氧树脂体系的制备使用方法，其特征在于该方法步骤如下： 1）取按重量份计的60份双酚A型环氧树脂CYD-128、30份双酚F型环氧树脂、10份聚乙二醇二缩水甘油醚在20～35℃条件下搅拌1h直至混合均匀，滴加0.05 BYK-A530消泡剂，保持温度不变，搅拌10～30min，最后静置24h制得A组分；

2）取按重量份计的16份异佛尔酮二胺、14份聚醚胺混合均匀制得B组分；

3）将A组分与B组分按照重量比100：30混合搅拌均匀，室温下抽真空脱气泡10～

15min，制得树脂混合物；

4）在40℃～80℃的温度范围加热模具40～80min，浇入树脂混合物，室温下抽真空脱气泡10～20min；

5）80℃条件下加热6h即可得到浇铸体。

说明书

一种用于树脂传递模塑成型的低粘度环氧树脂体系及其制

备使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环氧树脂体系，特别是涉及一种凝胶时间较长、具有较好力学性能而且可适用于树脂传递模塑成型领域的低粘度环氧树脂体系及其使用方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

[0002] 树脂传递模塑成型简称RTM(Resin Transfer Molding)，起源于50年代的冷模浇铸工艺，至今已有50多年的历史，其原理是在一定的温度、压力下，低黏度的液体树脂被注人铺有预成型坯(增强材料)的模具中，注人树脂，固化成型，然后脱模。由于其工艺过程包括预成型坯的加工与树脂的注入和固化两步，这两步可分开进行，所以说RTM具有高度的灵活性和组合性，便于实现“材料设计”，目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋浆、风力发电机叶片、天线罩、机器罩、浴盆、沐浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。

[0003] 作为工业界是应用最广泛，性能最优良的热固性塑料，环氧树脂具有低体积收缩率、良好的粘接性、优良的机械性能以及耐化学酸碱性，无论是在胶黏剂、涂料、复合材料基材、风力叶片树脂或者是航空、太空材料等方面都具有不可替代的地位。

[0004] 但是普通的环氧树脂树脂粘度大，直接应用于RTM的话，不仅渗透困难、注射压力高、充模时间长，而且树脂中夹带的气泡不易除尽；粘度过低，树脂流动易形成湍流，从而夹带大量气泡进入模具，闭模固化后，制品的孔隙率增加，影响其性能。目前业界普遍采用的是使用单官能团的环氧稀释剂或者非反应型稀释剂来降低环氧树脂的粘度，但是经过稀释后的环氧树脂力学性能以及热性能明显降低。如何能在保持环氧树脂所固有的优良性能的同时，降低粘度，使其适应RTM，正成为产业界的热点问题。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供一种用于RTM的低粘度环氧树脂体系及其使用，其低粘度以及较长的凝胶时间可以大大降低灌注成型加工作业的操作难度。

[0006] 为了达到上述的目的，本发明中的低粘度环氧树脂体系由A、B两种组分组成，其中A组分中环氧树脂与反应型稀释剂、消泡剂重量比为55～90∶10～45∶0.05～1；B组分即固化剂与A组分的重量比为100∶10～30。

[0007] 上述本发明的技术方案中，所述环氧树脂为二官能度环氧基双酚A、双酚F的环氧树脂，酚醛型环氧树脂，邻甲酚型环氧树脂，多官能度环氧基的环氧树脂以及弹性体改性环氧树脂中的一种或多种组合，优选双酚A、双酚F的环氧树脂及其组合。

[0008] 上述本发明的技术方案中，所述反应型稀释剂为邻甲酚缩水甘油醚，苯基缩水甘油醚，对叔丁基苯酚缩水甘油醚，C12-C14烷基缩水甘油醚，丁基缩水甘油醚，腰果酚型甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚，聚乙二醇二缩水甘油醚，1，4-丁二醇二甘油醚，1，6-己二醇二缩水甘油醚，新戊二醇二缩水甘油醚，间苯二酚二缩水甘油醚，环己烷二甲醇二缩水甘油醚，蓖麻油缩水甘油醚，二溴新戊二醇二缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，甘油三缩水甘油醚的一种及其组合。

[0009] 上述本发明的技术方案中，所述消泡剂为聚醚类消泡剂，高碳醇，有机硅消泡剂，聚醚改性硅中的一种及其组合。

[0010] 上述本发明的技术方案中，所述固化剂为直链脂肪族胺，脂环族胺，脂肪族芳香胺，内酰胺中的一种及其组合。

[0011] 本发明还提供了该低粘度环氧树脂体系的制备使用方法，该方法步骤如下：

[0012] 1)、将重量比为55～90∶10～45环氧树脂、反应型稀释剂于20～35℃条件下搅拌1h直至混合均匀；

[0013] 2)、滴加重量比为0.05～1的消泡剂，保持温度不变，搅拌10～30min，最后静置24h，即可得到环氧树脂体系A组分；

[0014] 3)、将A、B组分按重量比为100∶10～30混合搅拌均匀，室温下抽真空脱气泡10～15min，制得树脂混合物；

[0015] 4)在40℃～80℃的温度范围加热模具40～80min，浇入树脂混合物，室温下抽真空脱气泡10～20min；

[0016] 5)80℃条件下加热6h即可得到浇铸体。

[0017] 本发明利用无毒或低毒的单官能度或者多官能度的缩水甘油醚来降低环氧树脂配方中A组分中环氧树脂的粘度，但不会使得环氧树脂的机械性能大幅度下降，同时消泡剂等助剂的加入减少气泡的产生，可以改进RTM的操作工艺。

[0018] 本发明所提供的环氧树脂具有以下优点：

[0019] 1、环氧树脂具有低粘度800-2500mPa.s，环氧树脂体系也具有低粘度200-800mPa.s；

[0020] 2、具有较长的适用期100-300min，有利于满足复合材料制造过程中浸透、排气；

[0021] 3、固化后仍然具有良好的机械性能。具体实施方案

[0022] 下面将结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

[0023] 实施例一

[0024] 1、取按重量份计的60份双酚A型环氧树脂CYD-128、30份双酚F型环氧树脂、10份聚乙二醇二缩水甘油醚在20～35℃条件下搅拌1h直至混合均匀，滴加0.05BYK-A530消泡剂，保持温度不变，搅拌10～30min，最后静置24h制得A组分；

[0025] 2、取按重量份计的16份异佛尔酮二胺、14份聚醚胺混合均匀制得B组分；

[0026] 3、将A组分与B组分按照重量比100∶30混合搅拌均匀，室温下抽真空脱气泡10～15min，制得树脂混合物；

[0027] 4、在40℃～80℃的温度范围加热模具40～80min，浇入树脂混合物，室温下抽真空脱气泡10～20min；

[0028] 5、80℃条件下加热6h即可得到浇铸体，该浇铸体性能检测结果如下表：

[0029]检测项目 检测结果
环氧树脂体系A组分粘度(25℃，mPa·s) 1992
环氧树脂体系粘度(25℃，mPa·s) 271
适用期(35℃，min) 75
凝胶时间(35℃，min) 223
拉伸强度(Mpa) 68
拉伸模量(Mpa) 2730
断裂伸长率(％) 5.3
弯曲强度(Mpa) 99
弯曲模量(Mpa) 2630
热变形温度(℃) 61

[0030] 实施例二

[0031] 1、取按重量份计的55份双酚A型环氧树脂CYD-128、25环己烷二缩水甘油醚、20份1，2-己二醇二缩水甘油醚在20～35℃条件下搅拌1h直至混合均匀，滴加0.1份BYK-A530消泡剂，保持温度不变，搅拌10～30min，最后静置24h制得A组分；

[0032] 2、取按重量份计的16份异佛尔酮二胺、14份聚醚胺混合均匀制得B组分混合搅拌均匀；

[0033] 3、将A组分与B组分按照重量比100∶10混合搅拌均匀室温下抽真空脱气泡10～15min，制得树脂混合物，其他同实施例一制得的浇铸体性能检测结果如下表：

[0034]检测项目 检测结果
环氧树脂体系A组分粘度(25℃，mPa.s) 1521
环氧树脂体系粘度(25℃，mPa.s) 251
适用期(35℃，min) 74
凝胶时间(35℃，min) 220
拉伸强度(Mpa) 71
拉伸模量(Mpa) 2870