一种常温固化中高温使用环氧树脂体系及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系及其制备方法，该环氧树脂体系包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A型环氧树脂和环氧稀释剂，所述B组分包括脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂。本发明专利技术所述的环氧树脂体系制备方法简单、操作方便，有效降低了制备、固化和使用过程中产生的污染，且该环氧树脂体系能够在常温下固化，同时在高温下仍具有优异的力学性能，满足了在中高温下的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种常温固化中高温使用环氧树脂体系及其制备方法
本专利技术涉及环氧树脂领域，具体涉及一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环、固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂由于其良好的粘结性、耐热性、耐化学药品性以及优异的机械性能，是热固性树脂中应用量最大的一个品种。双酚A型环氧树脂作为环氧树脂的一种，不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量也在不断提高。但现有常温固化环氧树脂体系操作时间短，且使用温度有限，而高温固化高温使用环氧树脂体系的工艺性较差，粘度较高，因此用于常温手糊及缠绕成型工艺时必须借助溶剂，给操作环境带来影响的同时，也影响最终产品的外观及质量。因此，研究常温固化中高温使用的环氧树脂体系，同时可应用于复合材料的无溶剂缠绕具有重要意义。
技术实现思路
基于上述技术背景，本专利技术人进行了锐意进取，结果发现：采用双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂制得的环氧树脂体系，在常温下即可实现固化，同时其固化产物具有优异的耐热性能，在高温下仍具有较优的力学性能，满足了其在中高温环境下的使用需求，该环氧树脂体系制备方法简单、操作方便，且有效降低了制备、固化和使用过程中产生的污染，同时本专利技术所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系可直接用于缠绕工艺，避免缠绕过程中溶剂的使用，不但简化了工艺步骤，避免溶剂添加给操作环境带来的不利影响，还提高了产品的外观和质量，提高了其高温力学性能，从而完成本专利技术。本专利技术的第一方面在于提供一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系，包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A型环氧树脂和环氧稀释剂，所述B组分包括脂环胺固化剂。本专利技术的第二方面在于提供一种根据本专利技术第一方面所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将双酚A型环氧树脂和环氧稀释剂混合，制得A组分；步骤2、将脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂混合，制得B组分；步骤3、将A组分和B组分进行混合，制得最终产物。本专利技术的第三方面在于提供一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系的应用，优选用于制备缠绕复合材料结构件中。本专利技术提供常温固化中高温使用的环氧树脂体系及其制备方法具有以下优势：(1)本专利技术所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系制备方法简单、制备效率高；(2)本专利技术制得的常温固化中高温使用的环氧树脂体系在常温下即可固化成型，且在常温下可长时间使用；(3)本专利技术所述的环氧树脂体系可在中高温下使用，其常温固化的使用温度可以达到100℃以上。具体实施方式下面将对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本专利技术的第一方面在于提供一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系，所述环氧树脂体系包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A型环氧树脂和稀释剂；所述B组分包括脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂。双酚A型环氧树脂具有良好的物理机械性能、耐化学药品性、电气绝缘性能、耐腐蚀性等，其能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，固化产物具有很高强度和粘接强度，本身具有一定的耐热性，但耐热性不高。在本专利技术中，所述双酚A型环氧树脂选自E51和E44环氧树脂中的一种或几种；优选地，所述双酚A型环氧树脂为E51环氧树脂。在调配环氧树脂胶液时，粘度是十分重要的使用性质，对操作性、脱泡性等有很大影响，在用作预浸料或用于复合材料手糊成型时，粘度是一个至关重要的性能，若粘度太高，环氧树脂体系浸润性低，环氧树脂浸润到基体材料中的百分比小，因此在复合材料的缠绕过程中，常需加入溶剂来稀释环氧树脂，从而降低环氧树脂的粘度，但溶剂给操作环境带来影响的同时，还会影响最终产品的外观和质量，不利于预浸料或复合材料的制得，在本专利技术中，专利技术人发现通过向环氧树脂中添加环氧稀释剂，可有效降低环氧树脂的粘度，不会对操作环境带来影响，同时还能提高复合材料的力学性能。稀释剂主要是用来降低树脂体系的粘度，溶解、分散和稀释涂料，改善胶液的涂布性和流动性。稀释剂也起到延长使用寿命的作用。在本专利技术中，所述环氧稀释剂选自丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚、邻甲苯基缩水甘油醚和新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。优选地，所述环氧稀释剂选自苯基缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚中的一种或几种。更优选地，所述环氧稀释剂为环氧丙烷邻甲苯基醚。本专利技术所述B组分中的脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂均为环氧树脂固化剂，脂肪胺固化剂可在室温下很快固化环氧树脂，脂环胺可以在40℃下开始反应，且脂环胺固化后的树脂具有较高的耐热性和韧性，固化物颜色浅、光泽性好。但其反应活性低，室温固化不完全，同时使用期较短。本专利技术所述脂环胺固化剂选自含两个活性氢及以上的环胺类固化剂。优选地，所述脂环胺固化剂选自孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、N-氨乙基哌嗪(N-AEP)和甲基环己二胺中的一种或几种。更优选地，所述脂环胺固化剂选自甲基环己二胺。所述脂肪胺固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺和乙二胺中的一种或几种；优选选自二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或两种；更优选为二乙烯三胺。芳香胺固化剂使用期长，耐热性好，其固化产物具有较好的表面光亮度、较高的硬度和耐热性，且可降低施工成本。但芳香胺固化剂大都具有一定的毒性，在试验过程中发现，通过将脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂混合后共同使用，可使环氧树脂在常温下固化，且得到的固化产物在高温下仍具有较高的力学性能。本专利技术中，所述芳香胺固化剂选自间苯二胺、间苯二甲胺、间氨基甲苯、DDM、苯二甲胺三聚体和DDS中的一种或几种。优选地，所述芳香胺固化剂选自间苯二胺、间苯二甲胺、DDM和DDS中的一种或几种。更优选地，所述芳香胺固化剂选自DDM和DDS中的一种或几种。本专利技术人发现，将脂肪胺固化剂、芳香胺和脂环胺三种固化剂混合，作为本专利技术所述环氧树脂体系的固化剂，有效延长了使用期，且固化产物耐热性提高，在较高温度下仍可使用。本专利技术中，所述常温固化中高温使用的环氧树脂体系中双酚A型环氧树脂、环氧稀释剂、脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂重量配比如下，基于100重量份的双酚A型环氧树脂，优选地，基于100重量份的双酚A型环氧树脂，更优选地，基于100重量份的双酚A型环氧树脂，经试验发现，当环氧稀释剂在本专利技术所述环氧树脂体系中的添加量为20～50重量份时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，该环氧树脂体系包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A型环氧树脂和环氧稀释剂，所述B组分包括脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，该环氧树脂体系包括A组分和B组分，所述A组分包括双酚A型环氧树脂和环氧稀释剂，所述B组分包括脂肪胺固化剂、脂环胺固化剂和芳香胺固化剂。


2.根据权利要求1所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，
所述双酚A型环氧树脂选自E51和E44环氧树脂中的一种或几种；
所述环氧稀释剂选自丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚、邻甲苯基缩水甘油醚和新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或多种；
所述脂肪胺固化剂选自二乙烯三胺、三乙烯四胺和乙二胺中的一种或几种；
所述脂环胺固化剂选自含两个活性氢及以上的环胺类固化剂；
所述芳香胺固化剂选自间苯二胺、间苯二甲胺、间氨基甲苯、DDM、苯二甲胺三聚体和DDS中的一种或几种。


3.根据权利要求2所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，
所述双酚A型环氧树脂为E51环氧树脂；
所述环氧稀释剂选自苯基缩水甘油醚、脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚中的一种或几种；
所述脂肪胺固化剂选自二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或两种；
所述脂环胺固化剂选自孟烷二胺(MDA)、异佛尔酮二胺(IPDA)、N-氨乙基哌嗪(N-AEP)和甲基环己二胺中的一种或几种；
所述芳香胺固化剂选自间苯二胺、间苯二甲胺、DDM和DDS中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，
所述常温固化中高温使用的环氧树脂体系中的各原料组分重量配比如下，基于100重量份的双酚A型环氧丙烯酸酯，





5.根据权利要求4所述的常温固化中高温使用的环氧树脂体系，其特征在于，
基于100重量份的双酚A型环氧丙烯酸酯，

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清田，
申请(专利权)人：威海合纵新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37