复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法技术

本发明专利技术公开一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法，属于环氧树脂增韧改性领域，本发明专利技术复合材料用环氧树脂增韧改性剂由质量分数为75%的双酚A型环氧树脂和质量分数为25%纳米核壳橡胶组成。本发明专利技术增韧改性环氧树脂其结果显得更加显著，并且在取得良好的增韧效果的同时能保持原环氧体系的玻璃化温度Tg不变。

Toughening Modifier of Epoxy Resin for Composites and Toughening Modification Method of Epoxy Resin

The invention discloses a toughening modifier of epoxy resin for composite materials and a toughening modification method of epoxy resin, belonging to the field of toughening modification of epoxy resin. The toughening modifier of epoxy resin for composite materials consists of a bisphenol A type epoxy resin with a mass fraction of 75% and a nano core-shell rubber with a mass fraction of 25%. The toughening modified epoxy resin of the invention has more remarkable results, and can keep the glass transition temperature Tg of the original epoxy system unchanged while achieving good toughening effect.

【技术实现步骤摘要】
复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法
本专利技术属于环氧树脂增韧改性领域，具体涉及一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法。
技术介绍
环氧树脂是一种在聚合物复合材料中应用广泛的热固性树脂，其既包含环氧基的低聚物，也包括环氧基的低分子量化合物。环氧树脂由于其分子的特殊结构，使其拥有优良的机械性能、粘接性能、耐化学稳定性、耐磨性能、电绝缘性能、耐热性能以及高的稳定性、工艺性能好、固化时收缩率小等特点，使其作为胶黏剂、材料和复合材料的基体广泛应用与交通、机械、电子、汽车及航空航天领域。但是环氧树脂由于其高度交联的结构，其裂纹扩展属于典型的脆性扩展，固化后也存在韧性不足、容易开裂等问题，这些问题限制了环氧树脂在工程技术上的应用。因此，自六十年代中期开始对环氧树脂的增韧改性一直是国内外研究的热点。目前研究出来的对环氧树脂的增韧改性的方法有很多，比如在环氧树脂中通过添加韧性较好的热塑性树脂，使其在环氧树脂中形成分散相，能有效对环氧树脂进行增韧改性，这些热塑性树脂不仅韧性较好，还有较高的模量和强度，在改性的同时还不影响环氧固化物的机械性能。还有就是利用互穿网络聚合物(IPN)对环氧树脂进行增韧改性，IPN由于其交联网状聚合物相互贯穿的特点，起着协同效应和强迫包容等作用。这些互穿体系在对环氧树脂进行增韧后不仅冲击强度提高，其拉伸强度也不会降低甚至略有提高。另外还有热致性聚合物增韧、刚性高分子增韧、嵌段共聚物结构改性等多种增韧改性方法。但是，现有技术对环氧树脂的增韧改性存在改性剂与环氧树脂具相容性不好的缺陷，并且改性方法多为复杂。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种复合材料用环氧树脂增韧改性剂及环氧树脂增韧改性方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：复合材料用环氧树脂增韧改性剂，由质量分数为75％的双酚A型环氧树脂和质量分数为25％纳米核壳橡胶组成。进一步的，所用纳米核壳橡胶尺寸为90～110纳米。进一步的，所用纳米核壳橡胶尺寸为100纳米。环氧树脂增韧改性方法，包括以下步骤：将上述复合材料用环氧树脂增韧改性剂与环氧树脂在40～50℃温度下混合，搅拌至体系均匀分散。进一步的，所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂的添加量为环氧树脂的15％～20％。进一步的，所述环氧树脂为BisA型环氧树脂、BisF型环氧树脂、脂环族环氧树脂、多官能TGMDA、线性酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂中的一种或多种。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术复合材料用环氧树脂增韧改性剂是由75％双酚A型环氧树脂和25％纳米核壳橡胶组成的半透明液体混合物，纳米核壳橡胶在环氧树脂中均匀分布，与传统的橡胶增韧相比，本专利技术液态的复合材料用环氧树脂增韧改性剂在固化前与环氧树脂具有良好的相容性，即能均匀的分散在环氧树脂中，液态核壳橡胶增韧改性环氧树脂其结果显得更加显著，并且在取得良好的增韧效果的同时能保持原环氧体系的玻璃化温度Tg不变；(2)本专利技术复合材料用环氧树脂增韧改性剂是含有75％的双酚A环氧树脂，所以主体环氧树脂不需要再重复添加；(3)本专利技术环氧树脂增韧改性方法，使用了所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂，所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂的添加量为环氧树脂的15％～20％，改性后的产品的韧性和耐冲击强度有显著提高；(4)本专利技术环氧树脂增韧改性方法，简单易操作：在40～50℃下，将所述复合材料用环氧树脂增韧改性剂与环氧树脂混合，搅拌至体系均匀分散即可，改性后的环氧树脂具有良好的耐低温冲击性能、杂质少、品质稳定、固化条件自由选择、高韧性以及冷热循环不开裂等优点，可以大量应用于汽车、飞机、运动器材、电子等领域。附图说明图1为纳米核壳橡胶在环氧树脂的分散效果示意图；图2为本专利技术复合材料用环氧树脂增韧改性剂与端羧基橡胶(CTBN)增韧剂的性能对比图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。实施例将液体双酚A型环氧树脂75份与纳米核壳橡胶25份放入三口烧瓶中，将三口烧瓶固定在恒温水浴锅之上，加热至150℃的条件并利用搅拌杆进行机械搅拌，20分钟后，停止加热与搅拌，制得复合材料用环氧树脂增韧改性剂。在40℃的条件下，取15～20份上述制得的复合材料用环氧树脂增韧改性剂与85～80份溴化环氧树脂进行混合，机械搅拌均匀后制得增韧改性后的环氧树脂预聚物。将该预聚物注入模具之中，固化工艺为90℃下固化1.5小时后自然冷却至室温。按照GB/T1040.2-2006制备试样并测试试样的冲击强度和弯曲强度、按照GB/T1040.1-2006制备试样并测试试样的拉伸强度。测试结果如表1所示。从表1可以看出，本专利技术改性后的环氧树脂预聚物具有优异的力学性能。表1不同改性剂含量改性后的环氧树脂预聚物的力学性能改性剂含量(％)151617181920溴化环氧树脂含量(％)858483828180核壳橡胶含量(％)3.7544.254.54.755冲击强度(kJ/m2)73.2574.1373.5274.5673.7275.45拉伸强度(MPa)110.14112.43111.47114.56113.74115.23弯曲强度(MPa)120.23123.76121.43124.65123.76121.57所述溴化环氧树脂可替换为BisA型环氧树脂、BisF型环氧树脂、脂环族环氧树脂、多官能TGMDA、线性酚醛环氧树脂中的一种或多种。将本专利技术改性后的环氧树脂预聚物与端羧基橡胶(CTBN)增韧剂改性后的环氧树脂预聚物进行性能对比，对比结果如图2所示。从图2可以看出，本专利技术的断裂强度显著提高的同时保持原环氧体系的玻璃化温度Tg不变；而CTBN增韧剂改性后的环氧树脂预聚物虽然断裂强度有所提高，但是玻璃化温度大幅下降，不利于稳定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合材料用环氧树脂增韧改性剂，其特征在于：由质量分数为75%的双酚A型环氧树脂和质量分数为25%纳米核壳橡胶组成。

【技术特征摘要】
1.复合材料用环氧树脂增韧改性剂，其特征在于：由质量分数为75%的双酚A型环氧树脂和质量分数为25%纳米核壳橡胶组成。2.根据权利要求1所述的复合材料用环氧树脂增韧改性剂，其特征在于：所用纳米核壳橡胶尺寸为90～110纳米。3.根据权利要求2所述的复合材料用环氧树脂增韧改性剂，其特征在于：所用纳米核壳橡胶尺寸为100纳米。4.环氧树脂增韧改性方法，其特征在于：包括以下步骤：将权利要求1至3任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，
申请(专利权)人：四川远迩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51