纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法，该可降解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、双酚F型环氧树脂170、脂环族环氧树脂TTA21与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV‑1001、可降解脂环胺固化剂ACV‑1005与促进剂苯甲醇。该可降解环氧树脂组合物具有低粘度和优异的力学性能。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。最后，该可降解环氧树脂组合物能够在温和条件下得以高效的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法
本专利技术涉及环氧树脂材料，具体地，涉及纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法。
技术介绍
真空灌注工艺是一种用于生产纤维增强复合材料制件的闭模成型工艺。将增强纤维（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等）、填充材料和预埋件叠在一个模具表面，使用薄的塑料真空袋或半刚性的对模对部件周围进行密封。采用真空泵抽真空，大气压力将模具中材料压紧，并产生真空。然后再真空压力下，树脂通过管道注入到模具中，浸渍增强纤维和填充材料等，直到完全浸透。保持真空直到该部件树脂固化，保证树脂与增强材料的紧密结合。真空导流工艺具有许多优点：提高部件生产重复性，提高合格率；复合材料中的纤维含量提高，部件的力学性能提高；复合材料部件中不会产生干斑和气孔，填充材料和预制件与纤维结合紧密；制作大型复合材料的生产效率提高，而且密封真空环境有利于生产环境改善。真空灌注工艺过程中，树脂的粘度和树脂的流速成反比，树脂粘度越低，有利于纤维的浸润，灌注树脂时间也越短。低粘度的树脂更加适合真空灌注工艺制备复合材料制件。环氧基纤维增强复合材料具有密度小、比强度高及比模量高等优点，在航空航天、交通工具、风电叶片、游艇、体育用具等
有着广泛运用。随着环氧基纤维增强复合材料使用量的迅猛增加，所产生的热固性树脂复合材料废弃物与日俱增，一方面给周围环境带来巨带的压力，另一方面复合材料中使用的高性能增强纤维（如芳纶纤维和碳纤维）具有很高的回收利用价值。已报道的纤维复合材料回收工艺大致有三种：填埋法、焚化法和粉碎法。焚化法虽然可以回收部分能量，但是焚烧过程又需要消耗大量能源，而且从环境角度来看还是存在着问题。一种新型的回收碳纤维复合材料技术能使复合材料中的塑性基质通过特殊焚烧炉除去，残留的碳纤维可以回收再用，虽然这种方法向可持续性发展方向迈进了一步，但是其并不能代表能完全回收再用，这是因为塑性基质在回收过程中被销毁而无法回收再利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物、制备方法以及回收方法，该纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物具有低粘度，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。最后，该可降解环氧树脂组合物能够在温和条件下得以高效的回收利用。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，所述纤维增强真空灌注用的可降解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、双酚F型环氧树脂170、脂环族环氧树脂TTA21与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂环胺固化剂ACV-1005与促进剂苯甲醇；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为10-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量在5重量份以下，所述XY636的含量在10重量份以下；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的含量为40-80重量份，所述促进剂苯甲醇的含量在5重量份以下。本专利技术还提供了一种如上述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物的制备方法，其中，包括：1）将双酚F型环氧树脂170、双酚A型环氧树脂127预热，接着加入脂环族环氧树脂TTA21、三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636且在真空条件下搅拌以制得A组分；2）将可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂环胺固化剂ACV-1005与促进剂苯甲醇搅拌以制得B组分；3）将A组分与B组分进行混合以制得纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物；所述A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的用量为10-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的用量在5重量份以下，所述XY636的用量在10重量份以下；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的用量为40-80重量份，所述促进剂苯甲醇的用量在5重量份以下。本专利技术进一步提供了一种如上述的可降解环氧树脂组合物以及含有所述可降解环氧树脂组合物的纤维增强复合材料的回收方法，其中，该回收方法为：将可降解环氧树脂组合物或者纤维增强复合材料在酸以及溶剂中进行降解反应；其中，降解反应至少满足回下条件：降解温度为15-400℃，降解时间为1-120h；优选地，降解反应至少满足回下条件：降解温度为80-120℃，降解时间为4-8h。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可降解环氧树脂组合物，A、B组分混合后的组合物：25℃初始粘度为200-400cps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；100g可降解环氧树脂组合物在25℃下的凝胶时间为100-300min，反应速度快。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＞70℃，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真空灌注用的可降解环氧树脂组合物通过其各组分的协同作用使得其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适用于真空灌注材料。同时，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。最后，该可降解环氧树脂组合物及其制得的纤维增强复合材料能够在温和条件下得以高效的回收利用。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真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，该纤维增强真空灌注用的可降解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、双酚F型环氧树脂170、脂环族环氧树脂TTA21与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂环胺固化剂ACV-1005与促进剂苯甲醇；其中，A组分与B组分的重量比为100：20-30；所述A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为10-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量在5重量份以下，所述XY636的含量在10重量份以下；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的含量为40-80重量份，所述促进剂苯甲醇的含量在5重量份以下。在本专利技术中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了使制得的可降解环氧树脂组合物具有更短的固化成型周期、更优异的机械性能以及回收率，优选地，相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为15-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量为1-5重量份，所述XY636的含量为2-10重量份；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强真空灌注用的可降解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、双酚F型环氧树脂170、脂环族环氧树脂TTA21与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV‑1001、可降解脂环胺固化剂ACV‑1005与促进剂苯甲醇；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：20‑30；相对于70‑95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为10‑25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量在5重量份以下，所述XY636的含量在10重量份以下；相对于20‑50重量份的所述ACV‑1001，所述ACV‑1005的含量为40‑80重量份，所述促进剂苯甲醇的含量在5重量份以下。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，其特征在于，所述纤维增强真空灌注用的可降解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、双酚F型环氧树脂170、脂环族环氧树脂TTA21与三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636；所述B组分含有可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂环胺固化剂ACV-1005与促进剂苯甲醇；其中，所述A组分与B组分的重量比为100：20-30；相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为10-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量在5重量份以下，所述XY636的含量在10重量份以下；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的含量为40-80重量份，所述促进剂苯甲醇的含量在5重量份以下。2.根据权利要求1所述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，相对于70-95重量份的所述双酚A型环氧树脂127，所述双酚F型环氧树脂170的含量为15-25重量份，所述脂环族环氧树脂TTA21的含量为1-5重量份，所述XY636的含量为2-10重量份；相对于20-50重量份的所述ACV-1001，所述ACV-1005的含量为60-80重量份，所述促进剂苯甲醇的含量为1-5重量份。3.根据权利要求1所述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，其中，所述A组分满足以下条件：粘度为1000-3000cps，密度为1.1-1.2g/cm3，环氧值为160-190g/eq。4.根据权利要求1所述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，其中，所述B组分满足以下条件：粘度为5-10cps，密度为0.9-1.1g/cm3，活泼氢含量为35-50g/eq。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物，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200-400cps，100g所述可降解环氧树脂组合物在25℃下的凝胶时间为100-300min。6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的纤维增强真空灌注用的可降解环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括：1）将所述双酚F型环氧树脂170、双酚A型环氧树脂127预热，接着加入所述三官能团缩水甘油醚稀释剂XY636且在真空条件下搅拌以制得所述A组分；2）将所述可降解脂肪胺固化剂ACV-1001、可降解脂环胺固化剂ACV-1005、脂环族环氧树脂TTA21与促进剂苯甲醇搅拌以制得所述B...

【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