一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂及其制备方法。所述增韧环氧树脂包括20～35份混合环氧树脂、5～10份环氧树脂6101、15～25份环氧树脂631、30～40份环氧树脂901、5～15份环氧树脂AG80或环氧树脂AFG90、5～25份固化剂以及1～1.5份促进剂；所述混合环氧树脂包括质量比为1～5:1～5的第一环氧树脂和第二环氧树脂，所述第一环氧树脂为环氧树脂6101，所述第二环氧树脂为环氧树脂PES或者为MX153与PKHH的混合树脂。本发明专利技术的增韧环氧树脂在具有高玻璃化转变温度的同时也兼具韧性。脂在具有高玻璃化转变温度的同时也兼具韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料制备
，具体涉及一种碳纤维环氧预浸料用高Tg增韧环氧树脂制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂是一种具有优异性能的热固性树脂材料，与其它热固性树脂(如不饱和树脂等)相比有着独特的性质，广泛应用于民用和工业上的各种领域。然而因纯环氧中大量存在环氧基团，固化后结构的化学交联密度高，分子链柔顺性低、内应力大，导致环氧固化物质脆性较大，限制了其应用与发展领域。
[0003]目前增韧材料使用的较多的是反应性液体弹性体如羧基封端丁二烯丙烯腈橡胶(CTBN)或交联弹性体，它们对提高脆性环氧树脂断裂韧性效果显著。然而，大多数弹性体改进环氧树脂体系的韧性的同时，通常会导致固化环氧树脂的模量和玻璃化转变温度(Tg)显着降低，使得树脂在具有高玻璃化转变温度的同时也兼具韧性变得困难。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术目的在于提供一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂及其制备方法，使得树脂在具有高玻璃化转变温度的同时也兼具韧性。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，、按重量份计，所述增韧环氧树脂包括20～35份混合环氧树脂、5～10份环氧树脂6101、15～25份环氧树脂631、30～40份环氧树脂901、5～15份环氧树脂AG80或环氧树脂AFG90、5～25份固化剂以及1～1.5份促进剂；所述混合环氧树脂包括质量比为1～5:1～5的第一环氧树脂和第二环氧树脂，所述第一环氧树脂为环氧树脂6101，所述第二环氧树脂为环氧树脂PES或者为MX153与PKHH的混合树脂。
[0006]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述固化剂为双氰胺100S或者为双氰胺100S与固化剂DDS的混合物。
[0007]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述固化剂的用量为6.5～21份。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述混合树脂在80～85℃下粘度为15000～80000mPa.s。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述混合树脂在80～85℃下粘度为45000～75000mPa.s。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述混合树脂通过以下方法制备：将第一环氧树脂以及第二环氧树脂按比例混合，在130～180℃进行搅拌混合，同时行充氮气进行保护，搅拌时间需要达到40～200min，80～85℃下树脂粘度15000～80000mPa.s，得到混合环氧树脂。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述增韧环氧树脂中的树脂基体在60～70℃下粘度为20000
‑
60000mPa.s。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述增韧环氧树脂中的树脂基体在60～70℃下粘度为25000
‑
45000mPa.s。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述混合环氧树脂为质量比为5:3的第一环氧树脂和第二环氧树脂。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述第二环氧树脂为环氧树脂PES或者为质量比为3:1的MX153与PKHH的混合树脂。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述促进剂为二脲类UR200、UR300、UR500中的一种或多种。
[0016]本专利技术所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)第一环氧树脂和第二环氧树脂在130～180℃进行搅拌混合，同时行充氮气进行保护，搅拌时间为40～200min，混合得到混合树脂A；(2)将5～10份环氧树脂6101、15～25份环氧树脂631、30～40份环氧树脂901、5～15份环氧树脂AG80或环氧树脂AFG90以及20～35份步骤(1)得到的混合树脂A在100～130℃下搅拌混合溶解，得到混合树脂B；(3)向所述的混合树脂B中加入5～25份固化剂，在80～90℃搅拌混均匀，得到混合树脂C；(4)向所述的混合树脂C中加入1～1.5份促进剂，在70～80℃搅拌混均匀，得到混合树脂D；(5)将所述的混合树脂D通过涂胶机和预浸机制备增韧环氧树脂碳纤维预浸料。
[0018]在步骤(1)中，将作为第一环氧树脂的液态环氧树脂与作为第二环氧树脂的增韧树脂在130～180℃进行搅拌混合，确保增韧树脂充分溶解到低分子量的液体树脂当中。在较高温度搅拌溶解时，需要充氮气进行保护，避免树脂发生氧化反应。搅拌时间需要达到40～200min左右，搅拌反应是否完成根据测试的树脂粘度来判断。在具体实施例当中会根据不同增韧材料来决定粘度大小。
[0019]步骤(4)中，所述的混合树脂D，70℃下其粘度需要满足20000～60000mPa.s。
[0020]步骤(3)中，当固化剂为双氰胺100S时，固化温度80℃固化30min，120℃固化120～150min；当固化剂双氰胺100S与DDS复配使用，固化温度80℃固化30min，120℃固化60～120min，180℃固化100～180min。
[0021]步骤(4)中，所述的混合树脂D，其树脂冲击强度：24
‑
36kJ/m2，玻璃化转变温度150～230℃。
[0022]有益效果：本专利技术通过不同树脂组分、固化剂复配之间的叠加运用，提高树脂韧性和剥离化转变温度，使得环氧树脂在具有高玻璃化转变温度的同时也兼具韧性，打破高玻璃化转变温度与韧性的矛盾；本专利技术通过量化粘度指标，控制增韧材料在树脂体系分撒程度，便于后期批量化生产。
附图说明
[0023]图1为树脂粘度大，70℃下树脂粘度达到75000mPa.s时，树脂在涂布机上进行树脂涂布时，涂布树脂均匀度不佳，导致树脂胶膜两侧树脂含量偏低。在含浸过程中，预浸料边缘侧明显有缺胶现象。
[0024]图2为树脂粘度大，70℃下树脂粘度达到63000mPa.s时，树脂在涂布机上进行树脂涂布时，涂布树脂相对均匀，但在含浸过程中，树脂对玻纤织物浸润性较差，出现零零散散的缺胶现象。
[0025]图3为树脂粘度合适，70℃下树脂粘度达到38000mPa.s，树脂浸透效果良好。
具体实施方式
[0026]为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]一、原料来源及检测方法
[0028]1.1原料来源
[0029]液体环氧树脂6101购自南通星辰合成材料有限公司；MX153、PKHH购自上海恒益隆贸易有限公司；631、901购自台湾南亚塑胶工业股份有限公司；AG80、AFG90购自上海市合成树脂研究所有限公司；双氰胺100S、UR200购自德国德固赛公司；DDS购自天太高新科技(广州)有限公司，PES购自广东优巨新进材料股份有限公司。
[0030]1.2检测方法
[0031]玻璃化转变温度：DSC；冲击强度：GB/T 2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，按重量份计，所述增韧环氧树脂包括20～35份混合环氧树脂、5～10份环氧树脂6101、15～25份环氧树脂631、30～40份环氧树脂901、5～15份环氧树脂AG80或环氧树脂AFG90、5～25份固化剂以及1～1.5份促进剂；所述混合环氧树脂包括质量比为1～5:1～5的第一环氧树脂和第二环氧树脂，所述第一环氧树脂为环氧树脂6101，所述第二环氧树脂为环氧树脂PES或者为MX153与PKHH的混合树脂。2.根据权利要求1所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，所述固化剂为双氰胺100S或者为双氰胺100S与固化剂DDS的混合物。3.根据权利要求1所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，所述混合树脂在80～85℃下粘度为15000～80000mPa.s。4.根据权利要求1所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，所述混合树脂通过以下方法制备：将第一环氧树脂以及第二环氧树脂按比例混合，在130～180℃进行搅拌混合，同时行充氮气进行保护，搅拌时间需要达到40～200min，80～85℃下树脂粘度15000～80000mPa.s，得到混合环氧树脂。5.根据权利要求1所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，所述增韧环氧树脂中的树脂基体在60～70℃下粘度为20000
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60000mPa.s。6.根据权利要求1所述的碳纤维环氧预浸料用增韧环氧树脂，其特征在于，所述混合环氧树脂为质量比为5:3的第一环氧树脂和第二环氧树脂。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁平才，薛胜，
申请(专利权)人：江苏兆鋆新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：