纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧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纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物及其制备方法，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，A组分含有双酚A型环氧树脂127、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636与脂环族环氧树脂TTA21；B组分含有二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3‑环己二甲胺1,3‑BAC与2,4,6‑三（二甲胺基甲基）苯酚DMP‑30。该环氧树脂组合物能够快速固化，适合高压灌注工艺（HP‑RTM）或湿法模压工艺（WCM）等纤维增强复合材料快速固化成型工艺，利用该环氧树脂组合物制得的纤维增强复合材料具有优异的力学性能，该环氧组合物的制备方法具有工序简单、便于操作的优点。

Epoxy resin composition for fiber reinforced automotive parts for rapid prototyping and process for producing the same

The invention discloses a fiber reinforced epoxy resin composition and preparation method of auto parts with rapid prototyping, the fiber reinforced epoxy resin composition for automobile parts rapid prototyping with A and B components, A components containing bisphenol A type epoxy resin 127 and three functional group of glycidyl ether diluent and XY636 alicyclic epoxy resin TTA21; B component contains two ethylene three amine DETA and isophorone methyl amine IPDA two, Cyclohexanediamine HTDA, 1,3 cyclohexyl two BAC and 2,4,6 1,3 methylamine three (two methylamino methyl) phenol DMP 30. The epoxy resin composition capable of fast curing, suitable for high pressure grouting technology (HP RTM) or wet molding (WCM) and fiber reinforced composite material fast curing process, reinforced composites have excellent mechanical energy by fiber prepared by the epoxy resin composition, preparation method of the epoxy composition has the advantages of simple process to facilitate the operation of the.

【技术实现步骤摘要】
纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物及其制备方法
本专利技术涉及环氧树脂材料，具体地，涉及纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着汽车数量量的急剧增加，能源和环保问题日趋严峻，如何减少汽车燃油消耗量，实现汽车的动力性、经济性、环保性和舒适性，已成为世界性的课题。研究表明，汽车每减重100kg，可降低百公里油耗0.3-0.6L和减少CO2排放量5g/km，因此在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，可提高汽车的燃油效能，减少燃料消耗，降低排气污染，是实现节能减排的有效手段之一。另外国内外都在大力推广和发展新能源汽车，特别是电动汽车，与传统燃油汽车相比，电动汽车的轻量化更为重要。电池能量密度的提高十分困难，需要大量资源的投入，且很难达到汽油的能量密度水平，这就要求减轻电动汽车重量，以增加续航能力，提升能量利用率。因此实现汽车的轻量化设计，对汽车工业的可持续发展具有重要的意义。目前，可用于汽车轻量化设计应用的材料主要有高强度钢、轻质合金和复合材料。其中，以玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等增强体的树脂基复合材料具有低密度、高比强度、高比模量、耐疲劳、耐腐蚀、整体成型及可设计性强等诸多优良的特性，综合性能超过铝合金及高强度钢，是理想的汽车用轻量化材料。对于纤维增强树脂基复合材料，基体树脂是其中不可或缺的重要组成之一，它将增强材料结合到一起，可有效分布载荷和保护纤维，对材料的整体性能起着决定性作用，其中环氧树脂基复合材料具有高强度、低VOC、体积收缩率小、能量吸收强、减震降噪、高冲击性、耐疲劳性和耐化学性等一系列优良的特性，故其在汽车对强度、刚性和耐冲击性等要求均高的主承载车身结构件上的应用必将发挥重要的角色。然而，环氧树脂基复合材料的传统成型周期较长（数小时），远不能满足汽车生产线对高效率和低成本的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物及其制备方法，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物能够在100-120℃快速固化，在100-120℃粘度超低，树脂能够快速浸润增强纤维，适合高压灌注（HP-RTM）和湿法模压（WCM）快速成型工艺，能够将环氧复合材料汽车零部件成型周期缩短到5min以内。同时该环氧组合物与增强纤维结合性好，制得的纤维增强复合材料具有优异的力学性能。另外，该环氧组合物的制备方法具有工序简单、便于操作的优点。本专利技术提供了一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，A组分含有双酚A型环氧树脂127、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636与脂环族环氧树脂TTA21；B组分含有二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3-环己二甲胺1,3-BAC与2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30；其中，A组分与B组分的重量比为100：15-25；以A组分的总重量为基准，双酚A型环氧树脂127的含量为80-95重量%，三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636的含量为0-10重量%，脂环族环氧树脂TTA21的含量为0-10重量%；以B组分的总重量为基准，二乙烯三胺DETA的含量为0-40重量%，异佛尔酮二胺IPDA的含量为0-40重量%，甲基环己二胺HTDA的含量为0-30重量%，环己二甲胺1,3-BAC的含量为40-60重量%，2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30的含量为1-10重量%。本专利技术还提供了上述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物的制备方法，包括：1）将双酚A型环氧树脂127预热，接着加入三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636、脂环族环氧树脂TTA21且在真空条件下搅拌以制得A组分；2）将二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3-环己二甲胺1,3-BAC与2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30搅拌以制得B组分；3）将A组分与B组分进行混合以制得纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物；其中，A组分与B组分的重量比为100：15-25；以A组分的总重量为基准，双酚A型环氧树脂127的用量为80-95重量%，三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636的用量为0-10重量%，脂环族环氧树脂TTA21的用量为0-10重量%；以B组分的总重量为基准，二乙烯三胺DETA的用量为0-40重量%，异佛尔酮二胺IPDA的用量为0-40重量%，甲基环己二胺HTDA的用量为0-30重量%，环己二甲胺1,3-BAC的用量为40-60重量%，2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30的用量为1-10重量%。本专利技术提供的纤维增强复合材料汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，A、B组分混合后的组合物80℃初始粘度<60cps，100-120℃高温条件下的超低粘度为5-15cps，利于树脂快速浸润玻璃纤维、尼龙纤维和碳纤维等增强纤维；A、B组分混合后的组合物热板法120±1℃凝胶时间为40-70sec，反应速度快，100-120℃条件可在1.5-5min内快速固化成型脱模，适合高压灌注工艺（HP-RTM）或湿法模压工艺（WCM）等纤维增强复合材料快速成型工艺。该环氧组合物采用快速成型工艺制备的纤维增强复合材料Tg为110-125℃，满足汽车零部件耐热性要求。上述技术方案中，本专利技术提供的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物通过其各组分的协同作用，使得其具有快速固化的特性以能够将固化成型周期缩短至5min内；接着本专利技术通过纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物与增强纤维的配合使用使得制得的纤维增强复合材料具有优异的机械性能，如Tg、拉伸性能、弯曲性能以及抗断裂性能，进而使得该纤维增强复合材料能够应用于汽车行业。最后，本专利技术提供的制备方法具有工序简单以及便于操作的特点。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纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，该纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，A组分含有双酚A型环氧树脂127、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636与脂环族环氧树脂TTA21；B组分含有二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3-环己二甲胺1,3-BAC与2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30；其中，A组分与B组分的重量比为100：15-25；以A组分的总重量为基准，双酚A型环氧树脂127的含量为80-95重量%，三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636的含量为0-10重量%，脂环族环氧树脂TTA21的含量为0-10重量%；以B组分的总重量为基准，二乙烯三胺DETA的含量为0-40重量%，异佛尔酮二胺IPDA的含量为0-40重量%，甲基环己二胺HTDA的含量为0-30重量%，环己二甲胺1,3-BAC的含量为40-60重量%，2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30的含量为1-10重量%。在本专利技术中，A组分为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，所述A组分含有双酚A型环氧树脂127、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636与脂环族环氧树脂TTA21；所述B组分含有二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3‑环己二甲胺1,3‑BAC与2,4,6‑三（二甲胺基甲基）苯酚DMP‑30；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：15‑25；以所述A组分的总重量为基准，所述双酚A型环氧树脂127的含量为80‑95重量%，所述三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636的含量为0‑10重量%，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量为0‑10重量%；以所述B组分的总重量为基准，所述二乙烯三胺DETA的含量为0‑40重量%，所述异佛尔酮二胺IPDA的含量为0‑40重量%，所述甲基环己二胺HTDA的含量为0‑30重量%，所述环己二甲胺1,3‑BAC的含量为40‑60重量%，所述2,4,6‑三（二甲胺基甲基）苯酚DMP‑30的含量为1‑10重量%。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物含有A组分和B组分，所述A组分含有双酚A型环氧树脂127、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636与脂环族环氧树脂TTA21；所述B组分含有二乙烯三胺DETA、异佛尔酮二胺IPDA、甲基环己二胺HTDA、1,3-环己二甲胺1,3-BAC与2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：15-25；以所述A组分的总重量为基准，所述双酚A型环氧树脂127的含量为80-95重量%，所述三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636的含量为0-10重量%，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量为0-10重量%；以所述B组分的总重量为基准，所述二乙烯三胺DETA的含量为0-40重量%，所述异佛尔酮二胺IPDA的含量为0-40重量%，所述甲基环己二胺HTDA的含量为0-30重量%，所述环己二甲胺1,3-BAC的含量为40-60重量%，所述2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚DMP-30的含量为1-10重量%。2.根据权利要求1所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述A组分至少满足以下条件：粘度为2000-6000cps，密度为1.1-1.2g/cm3，环氧的环氧值为160-200g/eq。3.根据权利要求1所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述B组分至少满足以下条件：粘度为5-15cps，密度0.9-1.0g/cm3，活泼氢含量为25-40g/eq。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维增强汽车零部件快速成型用的环氧树脂组合物，其中，所述A组分与B组分混合后至少满足以下性能：25℃初始粘度为300-1500cps，80℃初始粘度<60cps，100-120℃条件下的超低粘度为5-15cps，热板法120±1℃凝胶时间为40-70sec。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，白灵，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