一种预浸料用环氧树脂组合物及其制备方法和预浸料技术

技术编号:15716534 阅读:222 留言:0更新日期:2017-06-28 14:14
本发明专利技术提供了一种预浸料用环氧树脂组合物及其制备方法和预浸料,所述组合物包括A组分和B组分,所述A组分含有固体环氧树脂和增韧剂,所述B组含有液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂;所述双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:2:1.5—1:7.5:1.5。本发明专利技术提供的预浸料用环氧树脂组合物有效提高最低粘度保持时间,改善凝胶化时间,工艺时间窗口大大延长,且制备的预浸料无缺胶现象,表现完美,力学性能优异,本发明专利技术提供的制备方法工艺简便,易于操作。

Epoxy resin composition for prepreg, preparation method and prepreg

The present invention provides a method for preparing prepreg and prepreg with epoxy resin composition and method, comprising A and B components, the A component contains solid epoxy resin and toughening agent, the B group containing liquid epoxy resin, dicyandiamide curing agent, imidazole curing agent and urea accelerant; the dicyandiamide curing agent, imidazole curing agent and urea type accelerator in the weight ratio of 1:2:1.5 - 1:7.5:1.5. The invention provides a prepreg epoxy resin composition for effectively improving the lowest viscosity retention time, improve gelation time, process time window is extended, and the preparation of the prepreg without glue phenomenon, perfect performance, excellent mechanical properties, the invention provides a preparation method of process is simple, easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种预浸料用环氧树脂组合物及其制备方法和预浸料
本专利技术涉及一种预浸料用环氧树脂组合物及其制备方法和预浸料。
技术介绍
环氧树脂具有优良的物理机械和电绝缘性能、粘接性、耐腐蚀性和易加工成型、成本低等优点,被广泛应用于电子电器、航空航天、建筑、机械、交通等领域。预浸料用环氧树脂的制备是采用固化剂复配环氧树脂,进行机械搅拌从而制备出具有一定粘度能够在一定温度下进行固化的目标环氧树脂。该目标环氧树脂可以涂覆在玻纤束上,使玻纤束浸润树脂中,从而制备出所需要的预浸料产品,因而在汽车、轮船、飞机上具有广泛的应用。现有技术公开了一种混合固化体系,其中,微粉双氰胺和电子级双氰胺作为复合固化剂,脲胺类和咪唑类作为复合催化剂。用混合固化体系来固化树脂基轻质复合材料。但其制备的产品表观缺胶厉害,瑕疵多,力学性能不足,导致产品不合格。
技术实现思路
为了解决现有技术,最低粘度保持时间短、制备预浸料工艺窗口窄和力学性能不足的问题,本专利技术提供了一种最低粘度保持时间长,凝胶化时间、工艺时间窗口大大延长,且制备的预浸料无缺胶现象,表现完美,力学性能优异的预浸料用环氧树脂组合物及其制备方法。本专利技术提供了一种预浸料用环氧树脂组合物,所述组合物包括A组分和B组分,所述A组分含有固体环氧树脂和增韧剂,所述B组含有液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂;双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:2:1.5—1:7.5:1.5;所述环氧树脂组合物在110℃下的凝胶化时间为12-20min,在95℃下保持最低粘度9000cp在25-40min不固化。本专利技术还提供了上述预浸润料用环氧树脂组合物的制备方法,该方法包括将固体环氧树脂和增韧剂混合制得A组分,将液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂混合制得B组分,再将B组分加入上述A组分中,混合均匀制得环氧树脂组合物。一种预浸料,所述预浸料包括增强材料,以及层叠于所述增强材料上的树脂材料层,所述树脂材料层由上述任意一项所述的环氧树脂组合物形成。本专利技术的专利技术人通过长期的实践的观察发现,现有产品的瑕疵是由于环氧树脂组合物保持最低粘度状态时间短,约在2-10min,制备预浸料工艺窗口窄,环氧树脂组合物在纤维束表面停留时间短,容易从纤维束表面被抽走,纤维束无法被充分浸润树脂。通过长期的实验研究发现,只有采用本专利技术的双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂三种物质以特殊复配比例组合作为环氧树脂的固化促进体系才能成功制备出满足外观和力学性能要求的预浸料产品使用的环氧树脂。原因可能在于提高最低粘度保持时间,大大延长工艺时间窗口,从而制备的预浸料无缺胶现象,表现完美,力学性能优异,本专利技术提供的制备方法工艺简便,易于操作。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术提供的预浸料用环氧树脂组合物,包括A组分和B组分,所述A组分含有固体环氧树脂和增韧剂,所述B组分含有液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂;双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:2:1.5—1:7.5:1.5;所述环氧树脂组合物在110℃下的凝胶化时间为12-20min,所谓凝胶化时间是指树脂所受热量累计到接近树脂分解所需要的热量时,树脂不熔融,且在各种溶剂中不溶解的状态时,所需要的时间;在95℃下保持最低粘度9000cp在25-40min内不固化,所谓最低粘度指的是热固性环氧树脂在95℃左右,树脂粘性呈现出最大的状态,此时粘度值最低。所述环氧树脂按照室温下树脂的物理状态分为液体环氧树脂和固体环氧树脂,本专利中可适用的固态环氧树脂为环氧值在400-800g.QUOTE的环氧树脂,液态环氧树脂为环氧值在170-300g.QUOTE的环氧树脂。该环氧树脂组合物在65℃旋转粘度计可测粘度开始,到95℃的范围中,粘度随温度上升而降低,大约从100000cp降低到9000cp的最低粘度。继续升高温度,粘度急剧上升,树脂固化。优选,双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:3:1.5—1:6:1.5。使用双氰胺类固化剂和脲类促进剂可以达到固化要求,且复配了咪唑类固化剂之后,可以有效双向控制住固化速度。本专利技术优选,所述固体环氧树脂选自双酚A型环氧树脂,双酚F型环氧树脂和双酚AD型环氧树脂中的一种或几种,优选,双酚A型环氧树脂,具体的选自E20、E14和E12中的E12。该固体环氧树脂可以调整体系粘度,作为预浸料用环氧树脂组成成分,具有固体环氧树脂的环氧基含量高,且软化点低于100℃等优点。增韧剂能减低树脂脆性,增加韧性,同时不影响树脂其他主要性能的物质即为增韧剂,一般选自无机填料类和合成橡胶类中的一种或几种。优选合成橡胶类中的丁腈橡胶,具体的选自端羧基丁腈橡胶(CTBN)、丁氰-40和860820-S中的一种或多种,最优选为860820-S。该增韧剂提升环氧环氧组合物的力学性能,改善预浸料的外观。液体环氧树脂选自双酚A型环氧树脂,双酚F型环氧树脂和双酚AD型环氧树脂中的一种或几种,优选,双酚A型环氧树脂,具体的选自E51、E44和E42中E51。该液体环氧树脂不仅调整体系粘度,同时可作为固化剂、促进剂的载体,和其一起研磨,方便固化促进体系融入环氧树脂组合物中,以发生固化反应。以双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的总重量100重量份为基准,所述咪唑类固化剂的量为66.67份。所述环氧树脂组合物在110℃下的凝胶化时间为12-20min,在95℃下保持最低粘度9000cp在25-40min不固化。所述咪唑类固化剂为核壳包覆结构的咪唑类固化剂,所述核壳包覆结构的核为咪唑类,可以选自2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑中的一种或几种;壳为热塑性树脂,可以选自聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂、ABS树脂、AS树脂、聚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、聚亚芳基硫醚树脂、氯乙烯树脂、氯化氯乙烯树脂中一种或几种。壳不与环氧树脂发生反应,壳也需要具有优良的机械弹性,能完整包覆内部核物质,且耐水解。壳在一定的温度条件下才发生软化分解,释放内部核物质。该实施例中,壳的软化点温度大约在75℃。优选情况下为聚砜树脂,为双酚A型聚砜、聚醚砜中的一种或几种。最佳情况下为双酚A型聚砜。具体可用Catalysts公司的LC-80d,核壳包覆结构咪唑类促固化剂在整个复配固化剂、促进剂中,对环氧体系的固化进度起到促进-抑制双向调节作用,即保持环氧体系固化速度不会过快或过慢,保证其在固化温度95℃时,树脂体系可在40min-70min内发生完全固化反应。本专利技术以双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的100重量份为基准,所述咪唑类固化剂的量为45-75份,优选,66.67份。固化速度的控制在于咪唑类促进剂的核壳包覆结构,当温度达到60-65℃之间时,具有核壳结构的咪唑类固化剂的外壳会有不同程度的熔化,释放有固化活性的咪唑类物质。通过控制咪唑类固化剂在整个体系中的重量比,更有效机动调节固化速度。从而可以制备出最低粘度可以保持的最大化时间的环氧组合物,使用该种特征的环氧组合物才可以制备出理想的预浸料产品。所述咪唑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预浸料用环氧树脂组合物,其特征在于,所述组合物包括A组分和B组分,所述A组分含有固体环氧树脂和增韧剂,所述B组含有液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂;所述双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:2:1.5—1:7.5:1.5。

【技术特征摘要】
1.一种预浸料用环氧树脂组合物,其特征在于,所述组合物包括A组分和B组分,所述A组分含有固体环氧树脂和增韧剂,所述B组含有液体环氧树脂、双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂;所述双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:2:1.5—1:7.5:1.5。2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的重量比为1:3:1.5—1:6:1.5。3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述脲类促进剂是双氰胺类固化剂重量的1.5倍;以双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的总重量100重量份为基准,所述咪唑类固化剂的量为45-75份。4.根据权利要求3所述的环氧树脂组合物,其特征在于,以双氰胺类固化剂、咪唑类固化剂和脲类促进剂的总重量100重量份为基准,所述咪唑类固化剂的量为66.67份。5.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂组合物在110℃下的凝胶化时间为12-20min,在95℃下保持最低粘度9000cp在25-40min不固化。6.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述咪唑类促进剂为核壳包覆结构的咪唑类固化剂,核为咪唑类固化剂,壳为热塑性树脂。7.根据权利要求6所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述核壳包覆结构的壳选自聚酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂、ABS树脂、AS树脂、聚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚砜树脂、聚亚芳基硫醚树脂、氯乙烯树脂、氯化氯乙烯树脂中一种或几种。8.根据权利要求7所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述核壳包覆结构的壳选自聚砜树脂,所述聚砜树脂为双酚A型聚砜、聚醚砜中的一种或几种。9.根据权利要求6所述的环氧树脂组合物,其特征在于,所述核壳包覆结构的核选自2-甲基咪唑、2-乙基咪唑...

【专利技术属性】
技术研发人员:张颖唐富兰黎宪宽周维
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1