本申请涉及可固化环氧树脂组合物，其包含(a)60至85重量％的环脂族环氧树脂，(b)15至40重量％的含噁唑烷酮环的环氧树脂，(c)至少一种酸酐硬化剂，和(d)至少一种增韧剂，其中重量％值是相对于所述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量；制备所述可固化环氧树脂组合物的方法；含有包埋在所述可固化环氧树脂组合物的反应产物中的连续的强化纤维的复合材料和包含所述复合材料作为芯的电缆。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本申请涉及可固化环氧树脂组合物，其包含(a)60至85重量％的环脂族环氧树脂，(b)15至40重量％的含噁唑烷酮环的环氧树脂，(c)至少一种酸酐硬化剂，和(d)至少一种增韧剂，其中重量％值是相对于所述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量；制备所述可固化环氧树脂组合物的方法；含有包埋在所述可固化环氧树脂组合物的反应产物中的连续的强化纤维的复合材料和包含所述复合材料作为芯的电缆。【专利说明】可固化环氧树脂组合物和由其制造的复合材料
本申请涉及可固化环氧树脂组合物。本申请还涉及包含包埋在热固性树脂中的连 续的强化纤维的复合材料、制备所述复合材料的方法和包含所述复合材料的电缆。
技术介绍
环氧树脂组合物广泛用于电力基础设施，例如，干式变压器、气体绝缘开关设备和 电缆。过去十年内，环氧树脂组合物的应用已经扩展到电传输中，尤其是新型的架空传输电 缆。这种架空传输电缆通常包括用导电体（用于发射功率）包裹聚合的复合材料芯（用于 载重）。所述聚合的复合材料芯包含包埋在热固性树脂基质（例如环氧树脂）中的至少一 种强化纤维。基于环氧树脂组合物的复合材料芯可提供超过常规钢芯的许多优点，包括，例 如，比常规钢芯重量更轻、热膨胀系数更低、工作温度更高以及电线弛度更小。 另外，工业中对增加电缆的传输能力一直有兴趣。复合材料芯必须具有允许增加 电缆的传输能力而不引起过度的电线弛度的某些性质。这样的性质包括高拉伸强度（通过 ASTM D3039-08测量至少2, 400兆帕（MPa))和高耐热性（亦即，玻璃化转变温度（Tg)为至 少160摄氏度（°C))。同时，电缆需要是柔性的，使得它们可以缠绕在卷绕盘上以供运输和 /或在安装期间在滑轮上拉出。因此，复合材料芯还应该具有5?或更小的最小卷绕直径（D 是所述复合材料芯的直径）。"最小卷绕直径"是所述复合材料芯可沿所述直径卷绕而在所 述复合材料芯的表面上没有显示可见的损害或明显的拉伸强度降低（亦即，所述复合材料 芯在卷绕之后的拉伸强度与所述复合材料芯在卷绕之前的拉伸强度相比，降低超过10% ) 的最小直径。然而，拉伸强度和/或玻璃化转变温度增加通常引起最小卷绕直径增加。 另外，通过拉挤成型制备电缆复合材料芯是所期望的。因此，环氧树脂组合物应该 具有在25°C下小于3, 000毫帕斯卡.秒（mPa. S)的粘度，以提供令人满意的拉挤成型加工 性能。 现在的电缆复合材料芯由环氧树脂组合物制成，其包含环脂族环氧树脂与双酚A 环氧树脂和/或酚醛清漆环氧树脂的共混物。这种现在的复合材料芯具有期望的Tg和最 小卷绕直径，但是它的拉伸强度不理想地低于2, 400MPa。 因此，提供可固化环氧树脂组合物，其中所述组合物经固化提供复合材料芯，所述 复合材料芯表现出拉伸强度为至少2, 400MPa、Tg为至少160°C、和最小卷绕直径为5?或 更低，而且能够通过拉挤成型制备，将是本领域中的进步。
技术实现思路
本专利技术通过提供可固化环氧树脂组合物解决了现有技术复合材料芯的问题，其中 所述组合物经固化提供复合材料芯，所述复合材料芯表现出拉伸强度为至少约2, 400MPa、 Tg为至少约160°C和最小卷绕直径为约5?或更低，而且能够通过拉挤成型制备。 本专利技术的可固化环氧树脂组合物包含（a)环脂族环氧树脂和（b)含噁唑烷酮环 的环氧树脂、（c)至少一种酸酐固化剂以及（d)至少一种增韧剂的新组合，其中所述组合 物经固化提供了具有增加的拉伸强度和高Tg的复合材料，并且没有损害所述复合材料的 最小卷绕直径性质。所述可固化环氧树脂组合物还具有小于约3, OOOmPa. S的粘度（ASTM D-2983,25°C )，其提供了所述组合物令人满意的拉挤成型加工性能。 本专利技术还提供了包含包埋在热固性树脂基质中的连续的强化纤维的复合材料，所 述热固性材料是所述可固化环氧树脂组合物的反应产物。令人惊讶地，本专利技术的复合材料 具有通过ASTM D3039-08试验测量为至少2, 400MPa或更高的拉伸强度，通过动态力学分析 (DMA)测量为至少160°C或更高的玻璃化转变温度，同时，5?或更低的最小卷绕直径（D是 所述复合材料的直径）。最小卷绕直径通过首先将复合材料分别卷绕在一系列具有预定直 径的圆柱体上（卷绕速度：绕所述圆柱体的周长的直线距离等于2D/分钟）、然后松开所述 复合材料来测量。所述复合材料芯的表面应该没有看得见的损伤或明显的拉伸强度降低。 所述复合材料可沿其卷绕而没有看得见的损伤或明显的拉伸强度降低的圆柱体的最小直 径记录为Dc，然后所述最小卷绕直径（Dw)由nD表示，其中η是通过Dc除以D计算的值。 在第一个方面，本专利技术是可固化环氧树脂组合物，其包含（a)60至85重量％ (wt%)的环脂族环氧树脂，（b) 15至的含噁唑烷酮环的环氧树脂，（c)至少一种酸 酐硬化剂，和（d)至少一种增韧剂，其中wt%值是相对于所述可固化环氧树脂组合物中环 氧树脂的总重量。 在第二个方面，本专利技术是制备第一个方面的可固化环氧树脂组合物的方法，所述 方法包括混合（a) 60至85重量％的环脂族环氧树脂、（b) 15至40重量％的含惡唑烧酮环 的环氧树脂、（c)至少一种酸酐硬化剂和（d)至少一种增韧剂，其中重量％的值是相对于所 述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。 在第三个方面，本专利技术是包含包埋在热固性树脂中的连续的强化纤维的复合材 料，其中所述热固性树脂是所述第一个方面的可固化环氧树脂组合物的反应产物。 在第四个方面，本专利技术是制备所述第三个方面的复合材料的方法，所述方法包括 牵引连续的强化纤维，将所述强化纤维与所述可固化环氧树脂组合物接触，和固化所述可 固化环氧树脂组合物。 在第五个方面，本专利技术是包含由金属导体围绕的芯的电缆，其中所述芯包含所述 第三个方面的复合材料。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术复合材料的一种实施方式的示意图。 【具体实施方式】 当试验方法编号没有指出日期时，所述试验方法是指本文件的 优先权日:为止最新 近的试验方法。参考试验方法包括参考试验协会和试验方法编号二者。本文中采用以下 试验方法缩写和标识符：ASTM是指美国测试与材料协会（American Society for Testing and Materials)〇 "和/或"是指"和，或者作为替代"。所有的范围包括端点在内，除非另外指出。 参考图1，显示了细长圆柱形复合材料的示意性透视图，所述复合材料包括具有外 表面11的内芯10，所述内芯被外鞘20围绕并被其封闭，所述外鞘20并置在内芯10的外表 面11上。内芯10还包含包埋在固化树脂基质13中的多个纤维12。外鞘20还包含包埋在 固化树脂基质22中的多个纤维21。 所述复合材料的直径（亦即，内芯10的直径加上外鞘20的厚度）可根据应用为 了方便而变化。例如，对于电缆芯应用而言，通常内芯10的直径可以为在一种实施方式中 从约2至约30毫米（mm)，在另一种实施方式中从约4至约20mm，和在又一种实施方式中从 约5至约10mm。外鞘20的厚度通常可以为在一种实施方式中本文档来自技高网...
【技术保护点】
可固化的环氧树脂组合物，其包含(a)60至85重量％的环脂族环氧树脂，(b)15至40重量％的含噁唑烷酮环的环氧树脂，(c)至少一种酸酐硬化剂，和(d)至少一种增韧剂，其中重量％值是相对于所述可固化环氧树脂组合物中环氧树脂的总重量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：漆乐俊，杜伟，章翼，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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