本發(fā)明專利技術(shù)提供一種既適用于RTM工藝又具有高韌性和較高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂組合物。本發(fā)明專利技術(shù)還提供上述環(huán)氧樹脂組合物的制備方法。其在室溫下將二乙基甲苯二胺和聚醚胺D-230混合均勻，配制成含聚醚胺D-230質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～90％的B組分液體固化劑；然后在30℃～40℃下將A組分環(huán)氧樹脂和B組分液體固化劑真空脫除氣泡；采用RTM注射機(jī)按A組分:B組分＝100:25～50的質(zhì)量比混合均勻，再注入到模溫在30℃～40℃的RTM模具中固化，即可得到高韌性的環(huán)氧樹脂固化物。本發(fā)明專利技術(shù)的環(huán)氧樹脂組合物30～45℃下的RTM操作工藝窗口大于138min，適于RTM工藝成型；環(huán)氧樹脂組合物粘度低，不需要使用稀釋劑、消泡劑等；環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)物具有高韌性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法，具體地說，本專利技術(shù)涉及一種在工藝操作溫度下具有較低的起始粘度和較長的RTM工藝窗口，且具有高韌性和較高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法。
技術(shù)介紹
樹脂傳遞模塑，也稱RTM工藝是將樹脂注入閉合模具中浸潤增強(qiáng)材料并固化成型的復(fù)合材料成型工藝方法，具有表面尺寸精度高、產(chǎn)品整體凈尺寸成型、孔隙率低、成型效率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車等領(lǐng)域。RTM工藝中的樹脂對纖維只有一步浸潤過程，因此要求樹脂在工作溫度下具有較低的粘度(一般應(yīng)<1Pa·s，最理想是<0.5Pa·s)和較長的工藝窗口，以滿足樹脂流動充模和對纖維的浸潤。此外還要求樹脂具有較高的力學(xué)性能。 環(huán)氧樹脂由于固化后質(zhì)脆、耐沖擊性能差、容易開裂等弱點嚴(yán)重制約了其在高韌性場合中的應(yīng)用。一般通過在環(huán)氧樹脂基體中添加彈性體、熱塑性顆粒等方法來增韌，但在RTM工藝中采用此類方法存在諸多問題，因為纖維預(yù)制體充當(dāng)了過濾器，當(dāng)樹脂流入纖維束時過濾掉了這些顆粒。同時，添加的顆粒導(dǎo)致樹脂粘度明顯增大，將明顯抑制樹脂對纖維的浸潤。因此RTM的低粘度工藝要求，使得RTM環(huán)氧樹脂的增韌遇到了較多的挑戰(zhàn)。 目前國內(nèi)外常用的RTM用環(huán)氧樹脂韌性普遍較差，其斷裂延伸率小，沖擊韌性低。如3M公司開發(fā)的RTM環(huán)氧樹脂體系PR500的斷裂延伸率僅1.9％。Hexcel推出的RTM環(huán)氧樹脂體系RTM6的斷裂延伸率為3.4％【克魯肯巴赫、佩頓；航空航天復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件樹脂傳遞模塑成型技術(shù)，北京：2009.12】。北京航空材料研究院同時使用長鏈的固化劑和長鏈的雙酚A環(huán)氧樹脂增韌改性TDE-85/甲基六氫苯酐體系，改性后其斷裂延伸率僅從0.92％提高到1.95％【趙升龍、李宏運(yùn)、鄭瑞琪；材料工程，2001：111-117】；采用韌性較好的830環(huán)氧樹脂和長鏈型增韌劑改性后，其斷裂延伸率也僅提高到2.5％【趙升龍、李宏運(yùn)、鄭瑞琪；NCCM-13：498-503】。西北工業(yè)大學(xué)采用雙馬來酰亞胺/二烯丙基苯基化合物增韌改性TDE-85/MNA酸酐體系后，其沖擊韌性僅11.3KJ/m2【顧媛娟、梁國正、藍(lán)立文；高分子材料科學(xué)與工程，1996(2)：43-47】。中國航空工業(yè)濟(jì)南特種結(jié)構(gòu)研究所采用線性雙酚A環(huán)氧樹脂增韌改性TDE-90環(huán)氧樹脂后，其沖擊韌性僅由8.25KJ/m2提高到9.82KJ/m2【唐其明；纖維復(fù)合材料，2001(3)：13-14】。北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司通過對普通雙酚A環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性制得的改性雙酚A環(huán)氧/改性胺體系的斷裂延伸率高達(dá)5.7％，但是其強(qiáng)度、模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度偏低【呂金艷、王雷、柴紅梅；玻璃鋼/復(fù)合材料，2008(4)：16-18】。株洲時代新材料科技股份有限公司通過CYD-128環(huán)氧樹脂和高性能環(huán)氧樹脂進(jìn)行共混增韌改性制得的改性CYD-128/液體胺體系的斷裂延伸率達(dá)5.3％，但是其強(qiáng)度、模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低【CN101880443A】。 綜上可知，目前增韌改性的RTM環(huán)氧樹脂的韌性提高有限，或者即使韌性提高較多但是其強(qiáng)度、模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等降低較多，難以滿足航空航天、低溫工程等領(lǐng)域?qū)TM環(huán)氧樹脂在獲得高韌性的同時保持較高強(qiáng)度、模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提供一種既適用于RTM工藝又具有高韌性和較高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂組合物。本專利技術(shù)另一目的在于提供上述環(huán)氧樹脂組合物的制備方法。 本專利技術(shù)所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：該環(huán)氧樹脂組合物由A和B兩個組分組成，A組分與B組分的質(zhì)量比為100:25～50； 所述的A組分為830環(huán)氧樹脂、AFG-90環(huán)氧樹脂、TDE-85環(huán)氧樹脂中的一種或其組合； 所述的B組分為液體固化劑；該固化劑由二乙基甲苯二胺和聚醚胺D-230組成，其中聚醚胺D-230占固化劑質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％～90％。 如上所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其所述的AFG-90環(huán)氧樹脂為三縮水甘油基對氨基苯酚環(huán)氧樹脂。 如上所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其所述的TDE-85環(huán)氧樹脂為兼有脂環(huán)族環(huán)氧和縮水甘油脂型環(huán)氧雙重特征的環(huán)氧樹脂。 如上所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其所述的二乙基甲苯二胺為所含兩個胺基都直接與芳香基相連的芳香胺固化劑。 本專利技術(shù)所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，其包括如下步驟： (1)在室溫下將二乙基甲苯二胺和聚醚胺D-230混合均勻，配制成含聚醚胺D-230質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％～90％的B組分液體固化劑； (2)然后在30℃～40℃下將A組分環(huán)氧樹脂和B組分液體固化劑真空脫除氣泡； (3)采用RTM注射機(jī)按A組分:B組分＝100:25～50的質(zhì)量比混合均勻，再注入到模溫在30℃～40℃的RTM模具中固化，即可得到高韌性的環(huán)氧樹脂固化物，所述的高韌性指斷裂延伸率為5～8.5％。 如上所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，其步驟(3)中固化工藝為先升溫至80℃保溫1h，然后升溫至100℃保溫2h，最后升溫至130℃保溫2h。 本專利技術(shù)的效果在于：本專利技術(shù)利用含苯環(huán)的二乙基甲苯二胺和含柔性聚醚鏈段的D-230組成的混合固化劑與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，生成既含剛性鏈段又含柔性鏈段的環(huán)氧固化物，結(jié)合恰當(dāng)?shù)墓袒瘻囟?，使其在增韌的同時保持較高的強(qiáng)度、模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。同時二乙基甲苯二胺粘度較大，低粘度的聚醚胺D-230的加入可以使該環(huán)氧樹脂體系具有較低的粘度和較長的工藝窗口，從而滿足RTM工藝的要求。 本專利技術(shù)所提供的環(huán)氧樹脂組合物及其制備方法具有如下優(yōu)點：(1)本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物30～45℃下的RTM操作工藝窗口大于138min，適于RTM工藝成型；(2)本專利技術(shù)的環(huán)氧樹脂組合物粘度低，不需要使用稀釋劑、消泡劑等；(3)本專利技術(shù)的環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)物具有高韌性(其斷裂延伸率在5.0％～8.5％，沖擊韌性為31KJ/m2～55KJ/m2)；(4)本專利技術(shù)的環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)物具有較高的強(qiáng)度(其拉伸強(qiáng)度本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：該環(huán)氧樹脂組合物由A和B兩個組分組成，A組分與B組分的質(zhì)量比為100:25～50；所述的A組分為830環(huán)氧樹脂、AFG?90環(huán)氧樹脂、TDE?85環(huán)氧樹脂中的一種或其組合；所述的B組分為液體固化劑；該固化劑由二乙基甲苯二胺和聚醚胺D?230組成，其中聚醚胺D?230占固化劑質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％～90％。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于：該環(huán)
氧樹脂組合物由A和B兩個組分組成，A組分與B組分的質(zhì)量比為100:25～
50；
所述的A組分為830環(huán)氧樹脂、AFG-90環(huán)氧樹脂、TDE-85環(huán)氧樹脂中
的一種或其組合；
所述的B組分為液體固化劑；該固化劑由二乙基甲苯二胺和聚醚胺D-230
組成，其中聚醚胺D-230占固化劑質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為20％～90％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合
物，其特征在于：所述的AFG-90環(huán)氧樹脂為三縮水甘油基對氨基苯酚環(huán)氧
樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合
物，其特征在于：所述的TDE-85環(huán)氧樹脂為兼有脂環(huán)族環(huán)氧和縮水甘油脂
型環(huán)氧雙重特征的環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于RTM工藝的高韌性環(huán)氧樹脂組合
物，其特征在于：所述的二乙基甲苯二...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫寶崗，史漢橋，劉千，張毅，楊智勇，潘玲英，趙偉棟，趙銳霞，尹亮，蔣文革，孫宏杰，
申請(專利權(quán))人：航天材料及工藝研究所，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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