嵌段共聚物‑环氧树脂预混物及其制备方法、碳纤维预浸料用树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种嵌段共聚物‑环氧树脂预混物及其制备方法、碳纤维预浸料用树脂组合物及其制备方法，该嵌段共聚物‑环氧树脂预混物含有液体环氧树脂、嵌段共聚物和相容剂；液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50‑95：5‑50：0.5‑5。该嵌段共聚物‑环氧树脂预混物具有优异的韧性，进而提高了碳纤维预浸料用树脂组合物的冲击强度，同时两组制备方法均具有原料易得、操作简便的特点。

Mixed material and its preparation method, carbon fiber prepreg preparation method for resin composition and method of block copolymer epoxy

The invention discloses a compound and a preparation method thereof, carbon fiber prepreg resin composition and preparation method of block copolymer epoxy, the block copolymer epoxy resin premix containing liquid epoxy resin, block copolymer and compatibilizer; liquid epoxy resin, block copolymer, the compatibilizer weight ratio of 50 95:5 50:0.5 5. The block copolymer epoxy resin premix has excellent toughness, thus improving the carbon fiber prepreg with impact strength of resin composition, preparation method and the two groups are easy to get raw materials and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
嵌段共聚物-环氧树脂预混物及其制备方法、碳纤维预浸料用树脂组合物及其制备方法
本专利技术涉及嵌段共聚物-环氧树脂，具体地，涉及嵌段共聚物-环氧树脂预混物及其制备方法、碳纤维预浸料用树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
由于碳纤维预浸料用普通环氧树脂是一种三维网状的热固性聚合物，是一种脆性很强的材料，其增韧改性是高分子科学与材料领域基础研究和应用开发的重要研究内容，一直以来都受到广泛关注。但是单纯采用橡胶或者弹性体或者刚性粒子对环氧树脂增韧都存在着一些缺点。譬如，1）单纯采用橡胶或弹性体增韧环氧树脂，橡胶或弹性体的掺加量要求非常高，通常需要达到20％以上的掺量才能起到增韧作用，这样，虽然冲击韧性得到了提高，但这往往会导致材料的强度和模量损失太多。2）而采用无机刚性粒子对其进行增韧，虽然材料的强度和模量不会损失，但是材料的韧性基本得不到提高，而且由于无机粒子和有机环氧树脂的相容性差，通常会存在无机粒子无法均匀分散在环氧树脂基体中的问题，特别是微纳米尺寸无机填料填充环氧树脂体系，由于粒子尺寸小，具有非常高的表面能，极易在基体中发生大面积团聚现象，从而使环氧树脂中产生较大缺陷，这样，反倒降低了环氧树脂的韧性，环氧树脂的增强与增韧成为一种矛盾，制约该产品进一步向更优性能的发展。同时，专利CN201410273158.6（环氧树脂组合物、预浸料坯及纤维增强复合材料）中有提到用嵌段共聚物增韧环氧树脂用于预浸料行业中，但没有很好的解决相容性问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种嵌段共聚物-环氧树脂预混物及其制备方法、碳纤维预浸料用树脂组合物及其制备方法，该嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有优异的韧性，进而提高了碳纤维预浸料用树脂组合物的冲击强度，同时两组制备方法均具有原料易得、操作简便的特点。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种嵌段共聚物-环氧树脂预混物，含有液体环氧树脂、嵌段共聚物和相容剂；液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50-95：5-50：0.5-5。本专利技术还提供了一种如上述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物的制备方法，包括：1）将液体环氧树脂、相容剂升温至50-80℃且搅拌反应0.1-1h，混合均匀得到混合物；2）将嵌段共聚物加入至混合物中，升温至100-150℃且搅拌反应0.5-3h，得到黏度度为1500-25000mPa·s的嵌段共聚物-环氧树脂预混物；其中，液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50-95：5-50：0.5-5。本专利技术进一步提供了一种碳纤维预浸料用树脂组合物，含有如上述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂；嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂的重量比为1-25：2-30：5-35：1-10：0.2-2。本专利技术更进一步地提供了一种如上述的碳纤维预浸料用树脂组合物的制备方法，包括：1）将嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂和固体环氧树脂于60-90℃下混合均匀；2）将固化剂、促进剂加入体系中，搅拌混合0.5-1h，得到终产物；3）将终产物于120-150℃下固化0.5-4h得到碳纤维预浸料用树脂组合物；其中，嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂的重量比为1-25：2-30：5-35：1-10：0.2-2。在上述技术方案中，本专利技术首先通过嵌段共聚物以及相容剂对液体环氧树脂进行改性（嵌段共聚物熔点高、极性差，直接添加到环氧树脂中固化后不均匀，影响力学性能）使得嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有优异的韧性（韧性提高50-120%）；接着通过嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂的协同作用使得制得的碳纤维预浸料用树脂组合物具有优异的抗冲击性能。同时，上述两组制备方法均具有原料易得、操作简便的特点，从而便于推广。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种嵌段共聚物-环氧树脂预混物，含有液体环氧树脂、嵌段共聚物和相容剂；液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂（提高嵌段共聚物的分散效果）的重量比为50-95：5-50：0.5-5。在本专利技术中，液体环氧树脂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有更优异的韧性，优选地，液体环氧树脂选自液体双酚A型环氧树脂、液体双酚F型环氧树脂、液体双酚S型环氧树脂、液体脂环族环氧树脂、液体酚醛环氧树脂、液体改性环氧树脂和液体缩水甘油胺环氧树脂中的至少一种。在本专利技术中，嵌段共聚物一般为热塑性聚合物，直接应用于环氧树脂中难以起到增韧的效果，需要进行预反应；嵌段共聚物形状的形状以及分子量可以在宽的范围内选择，但是为了提高嵌段共聚物的分散效果进而使制得的嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有更优异的韧性，优选地，嵌段共聚物为毫米级无定型粒子；更优选为A-B-A型二元嵌段共聚物（其中，A为带环氧基、乙烯基、烯丙基、羟基或羧基的活性刚性分子链段，B为柔性链段）中的至少一种。在本专利技术中，相容剂的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有更优异的韧性进而使制得的嵌段共聚物-环氧树脂预混物具有更优异的韧性，优选地，相容剂选自三苯基膦、酸性乙酸乙基三苯基磷、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵中的至少一种。本专利技术还提供了一种如上述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物的制备方法，包括：1）将液体环氧树脂、相容剂升温至50-80℃且搅拌反应0.1-1h，混合均匀得到混合物；2）将嵌段共聚物加入至混合物中，升温至100-150℃且搅拌反应0.5-3h，得到黏度度为1500-25000mPa·s的嵌段共聚物-环氧树脂预混物；其中，液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50-95：5-50：0.5-5。本专利技术进一步提供了一种碳纤维预浸料用树脂组合物，含有如上述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂；嵌段共聚物-环氧树脂预混物、液体环氧树脂、固体环氧树脂、固化剂和促进剂的重量比为1-25：2-30：5-35：1-10：0.2-2。在本专利技术中，液体环氧树脂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的碳纤维预浸料用树脂组合物具有更优异的抗冲击性能，优选地，液体环氧树脂选自液体双酚A型环氧树脂、液体双酚F型环氧树脂、液体双酚S型环氧树脂、液体脂环族环氧树脂、液体酚醛环氧树脂、液体改性环氧树脂和液体缩水甘油胺环氧树脂中的至少一种。在本专利技术中，固体环氧树脂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的碳纤维预浸料用树脂组合物具有更优异的抗冲击性能，优选地，固体环氧树脂选自固体双酚A型环氧树脂、固体酚醛环氧树脂、固体邻甲酚型环氧树脂、固体联苯型环氧树脂和固体改性环氧树脂中的至少一种。在本专利技术中，固化剂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的碳纤维预浸料用树脂组合物具有更优异的抗冲击性能，优选地，固化剂选自双氰胺、烷基酰肼、芳香胺和改性胺中的至少一种。在本专利技术中，促进剂的种类可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的碳纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌段共聚物‑环氧树脂预混物，其特征在于，含有液体环氧树脂、嵌段共聚物和相容剂；所述液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50‑95：5‑50：0.5‑5。

【技术特征摘要】
1.一种嵌段共聚物-环氧树脂预混物，其特征在于，含有液体环氧树脂、嵌段共聚物和相容剂；所述液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50-95：5-50：0.5-5。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物，其中，所述液体环氧树脂选自液体双酚A型环氧树脂、液体双酚F型环氧树脂、液体双酚S型环氧树脂、液体脂环族环氧树脂、液体酚醛环氧树脂、液体改性环氧树脂和液体缩水甘油胺环氧树脂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物，其中，所述嵌段共聚物为毫米级无定型粒子；优选为A-B-A型二元嵌段共聚物（其中，A为带环氧基、乙烯基、烯丙基、羟基或羧基的活性刚性分子链段，B为柔性链段）中的至少一种。4.根据权利要求1所述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物，其中，所述相容剂选自三苯基膦、酸性乙酸乙基三苯基磷、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化铵中的至少一种。5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的嵌段共聚物-环氧树脂预混物的制备方法，其特征在于，包括：1）将所述液体环氧树脂、相容剂升温至50-80℃且搅拌反应0.1-1h得到混合物；2）将所述嵌段共聚物加入至所述混合物中，升温至100-150℃且搅拌反应0.5-3h，得到黏度度为1500-25000mPa·s的所述嵌段共聚物-环氧树脂预混物；其中，所述液体环氧树脂、嵌段共聚物、相容剂的重量比为50-95：5-50：0.5-5。6.一种碳纤维预浸料用树脂组合物，其特征在于，含有如权利要求1-4中任意一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，林正辉，高侠，李欣，覃兵，齐晓武，
申请(专利权)人：芜湖天道绿色新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34