一种粉末状环氧树脂组合物、预浸料及其复合材料板制造技术

本发明专利技术公开了一种粉末状环氧树脂组合物、预浸料及其复合材料板，以及由此粉末状环氧树脂组合物制备的预浸料，以及由此预浸料制备的复合材料板及其制备方法。经过配制混料、熔融挤出、压片破碎、磨粉归集四道工序制得粉末状环氧树脂组合物；经过送卷撒粉、熔融辊压、冷却收卷三道工序制得预浸料；经过上料定位、模压控制、取件堆垛三道工序制得复合材料板，制造过程无有机溶剂，零排放，产品质量稳定，生产效率高，安全环保。主要解决了溶剂法预浸料挥发份含量高、污染环境，和热熔法预浸料脱泡困难、物料混合均匀耗时长、工艺流程复杂等技术问题，有望在航空航天、轨道交通、汽车、电子、船舶、建筑和工业等领域获得广泛应用。

The invention relates to a powder epoxy resin composition, prepreg and composite material board

【技术实现步骤摘要】
一种粉末状环氧树脂组合物、预浸料及其复合材料板
本专利技术属于纤维增强树脂基复合材料领域，具体地，本专利技术涉及一种粉末状环氧树脂组合物及其制备方法；本专利技术还涉及一种由前述粉末状环氧树脂组合物制备的预浸料及其制备方法；本专利技术还进一步涉及一种由前述预浸料制备的复合材料板及其制备方法。技术背景预浸料是树脂基体在严格控制条件下浸渍连续纤维或者纤维织物，制备成树脂基体与增强体的一种组合物，是制造复合材料的中间材料。预浸料按树脂基体不同分为热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料；按增强材料不同分为碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料和芳纶纤维预浸料；根据纤维长度不同分为短纤维预浸料、长纤维预浸料和连续纤维预浸料；按固化温度不同分为中温固化（120℃）预浸料、高温固化（180℃）预浸料以及固化温度超过200℃的预浸料等。预浸料的制备工艺通常有溶液法和热熔法。溶液法是利用含有基体树脂的有机溶液浸渍连续纤维或织物，通过高温干燥除去低沸点的溶剂后得到预浸料。其缺点是预浸料挥发份含量高，且有环境污染问题。热熔法需要先将基体树脂制成厚度均匀的树脂胶膜，然后将两层树脂胶膜与一层连续纤维或织物复合，形成夹层结构，再在一定温度和压力下使树脂胶膜热熔并浸渍到纤维或织物中形成预浸料。其优点是挥发份含量低、无环境污染问题，但缺点是工艺流程复杂，由于物料粘度高，各组分混合均匀耗时长，且脱泡困难。专利技术专利公开号为CN107406598A公开了一种粉末状乙烯基酯预浸料，其粉末树脂的制备只是通过简单的机械研磨机或空气驱动的粉碎机完成，无法保证各物料的均匀分散；而且预浸料需要低温储存（Tg太低）。专利技术专利CN104859158A公开了一种热塑性碳纤维复合材料板的制备方法，但其粉末喷涂采用高压喷涂，且浸渍过程为真空浸渍，工艺成本高。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有预浸料制备技术中存在的问题，如溶剂法挥发份含量高，且有环境污染问题，热熔法物料分散不均匀，脱泡困难，制备工艺复杂问题，而设计提供了一种粉末状环氧树脂组合物及其制备方法，以及使用该粉末状树脂混合物制备预浸料的方法，以及由此预浸料制备复合材料板的方法。该制备方法工艺简单，物料分散混合均匀，粉末状树脂混合物可常温储存，易于浸渍增强纤维，预浸料生产便利，且室温储存期长。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种粉末状环氧树脂组合物，其特征在于所述粉末状环氧树脂组合物以质量份数计，包括60~120份环氧树脂，1~25份固化剂，0.1~3份固化促进剂，5~45份增韧剂，0~5份抗氧剂，1~20份助剂。上述技术方案中，优选的技术方案，所述环氧树脂组合物为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或几种的组合。优选的技术方案，所述固化剂为双氰胺及其衍生物、脂肪族胺类、脂环族胺类、芳香胺类、酸酐类、酰肼中的至少一种。优选的技术方案，所述固化促进剂为有机脲类及其衍生物、咪唑类及其衍生物、叔胺、三苯基膦中的至少一种。优选的技术方案，所述增韧剂为端羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、端氨基丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇、尼龙粉、聚氨酯、低分子聚酰胺、尼龙粉、苯乙烯马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种。优选的技术方案，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245、复合抗氧剂JY-215、JY-220、JY-561、紫外线吸收剂UV-531、UV-329中的至少一种。优选的技术方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种；所述流动促进剂为丙烯酸酯、硬脂酸酯或微蜡粉中的至少一种；所述脱气剂为抗黄安息香。根据本专利技术的第二个方面，还提供了一种上述粉末状环氧树脂组合物的制备方法，该方法包括以下步骤：（a）配制混料：按权利要求1所述的配方比称取原材料，加入高速混合机中，搅拌混合1~5min；（b）熔融挤出：将步骤a所得混合物料加入挤出机中熔融挤出，熔融混炼温度为70~100℃；（c）压片破碎：将步骤b所得的熔融物料经压片机压片，控制厚度在1~3mm，然后冷却破碎；（d）磨粉归集：将步骤c所得物料送入磨粉机中粉碎分级，经旋风分离的粉末筛分得到粉末状环氧树脂组合物。根据本专利技术的第三个方面，还提供了一种预浸料，该预浸料包括增强材料和树脂基体，所述树脂基体由本专利技术所述的粉末状环氧树脂组合物形成。根据本专利技术的第四个方面，还提供了一种上述预浸料的制备方法，该方法包括以下步骤：（a）送卷撒粉：通过撒粉器将粉末状环氧树脂组合物均匀的撒粉至增强材料上，送卷速度为6~12m/min；（b）熔融辊压：粉末状环氧树脂组合物受热熔融，在辊压作用下浸渍增强材料，设定加热区温度为70~110℃；（c）冷却收卷：经过冷却段冷却收卷后即得粉末状预浸料卷。根据本专利技术的第五个方面，还提供了一种复合材料板，所述复合材料板由本专利技术上述预浸料制备而成。根据本专利技术的第六个方面，还提供了一种复合材料板的制备方法，该制备方法包括：将至少一个本专利技术上述预浸料铺放在模具中，采用模压成型方法制备得到所述复合材料板。所述模压成型方法中，成型温度为120~140℃，成型时间为3~6min，成型压力为0.4~3MPa。附图说明图1为本专利技术的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限定。【实施例1】一种粉末状环氧树脂组合物，由下列质量份的原料组成：环氧树脂90份，固化剂9份，固化促进剂1.4份，增韧剂30份，抗氧剂3份，助剂15份。所述的环氧树脂是由下述重量份的原料组成的：E-20环氧树脂80份，线性酚醛环氧树脂20份。所述的固化剂是癸二酸二酰肼。所述的固化促进剂是由下述重量份的原料组成的：2-甲基咪唑3份，2-乙基-4-甲基咪唑5份。所述的增韧剂是由下述重量份的原料组成的：端羧基丁腈橡胶30份、聚乙烯醇缩丁醛50份、马来酸酐接枝聚丙烯10份。所述的抗氧剂是由下述重量份的原料组成的：抗氧剂10105份，紫外线吸收剂UV-5313份。所述的助剂是由下述重量份的原料组成的：KH-5502份，KH-5602份，丙烯酸酯6份，抗黄安息香3份。一种粉末状环氧树脂组合物的制备方法：包括以下步骤：（a）配制混料：按配方比称取原材料，加入高速混合机中，搅拌混合1~5min；（b）熔融挤出：将步骤a所得混合物料加入挤出机中熔融挤出，熔融混炼温度为70~100℃；（c）压片破碎：将步骤b所得的熔融物料经压片机压片，控制厚度在1~3mm，然后冷却破碎；（d）磨粉归集：将步骤c所得物料送入磨粉机中粉碎分级，经旋风分离的粉末筛分得到粉末状环氧树脂组合物-1。一种预浸料，所述预浸料包括增强材料和粉末状环氧树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末状环氧树脂组合物，其特征在于：所述粉末状环氧树脂组合物以质量份数计，包括60~120份环氧树脂，1~25份固化剂，0.1~3份固化促进剂，5~45份增韧剂，0~5份抗氧剂，1~20份助剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉末状环氧树脂组合物，其特征在于：所述粉末状环氧树脂组合物以质量份数计，包括60~120份环氧树脂，1~25份固化剂，0.1~3份固化促进剂，5~45份增韧剂，0~5份抗氧剂，1~20份助剂。


2.根据权利1所述的一种粉末状环氧树脂组合物，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂中的至少一种；所述固化剂为双氰胺及其衍生物、脂肪族胺类、脂环族胺类、芳香胺类、酸酐类、酰肼中的至少一种；所述固化促进剂为有机脲类及其衍生物、咪唑类及其衍生物、叔胺、三苯基膦中的至少一种；所述增韧剂为端羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、端氨基丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩甲乙醛、聚乙烯醇、尼龙粉、聚氨酯、低分子聚酰胺、苯乙烯马来酸酐共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的至少一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂245、复合抗氧剂JY-215、JY-220、JY-561、紫外线吸收剂UV-531、UV-329中的至少一种；助剂包括以质量份数计的原料：偶联剂0.1~3份、流动促进剂0~15份、脱气剂0~5份。


3.根据权利要求2所述的一种粉末状环氧树脂组合物，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种；所述流动促进剂为丙烯酸酯、硬脂酸酯或微蜡粉中的至少一种；所述脱气剂为抗黄安息香。


4.一种粉末状环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（a）配制混料：按权利要求1所述的配方比称取原材料，加入高速混合机中，搅拌混合1~5min；
（b）熔融挤出...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宇，
申请(专利权)人：浙江林境环保包装有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33