环氧树脂组合物制造技术

提供了一种用于生产复合材料零件的树脂组合物，所述树脂组合物包含：a)按所述组合物重量计从30至90wt％的环氧树脂组分；和b)按所述组合物重量计从5至50wt％的固化剂组分；其中所述环氧树脂组分包含按所述环氧树脂组分重量计量为至少30wt％的N,N,N

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂组合物
[0001]本专利技术涉及改善的环氧树脂组合物并且特别涉及可用于生产具有改善的压缩特性的复合材料部件、特别是飞机部件的环氧树脂配制品。本专利技术还涉及N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基甲烷(M
‑
TGDDM)在环氧树脂配制品中作为压缩性能改善添加剂的用途以及包含M
‑
TGDDM的可固化和固化复合材料部件。
[0002]复合材料典型地由作为两种主要成分的树脂基质和增强纤维构成。树脂基质将通常包含一种或多种热固性或热塑性树脂和一种或多种固化剂。复合材料通常需要在苛刻的环境中诸如在复合材料零件的物理极限和特征至关重要的航空航天领域中发挥作用。此类复合材料零件在拉伸和压缩方面具有特别的强度是至关重要的。此外，鉴于复合材料的用途，它们在可能形成用于附接的孔的位置保持特定强度也很重要。
[0003]已经开发了各种测试来评估纤维增强复合材料的强度，其中的一种被称为开孔压缩测试(OHC)，所述测试作为标准测试用于在复合材料中已形成孔(诸如用于固定附接)的位置。此测试被广泛使用，特别是在航空航天工业中用于判断材料的可接受性，并且是ACEMA标准pr EN 6036。在应用紧固件时复合材料维持所希望的使用特性也很重要，并且已经开发出另一种测试此类特性的方法，即填充孔压缩测试(FHC)，其可以使用例如ASTM D6742/D6742M
‑<br/>17进行测试。
[0004]基于热固性树脂的纤维增强复合材料典型地使用两种基本方法中的一种来产生。在一种方法中，通过将纤维材料层用未固化或部分固化的液体树脂浸渍来形成被称为预浸料的材料，所述纤维材料可以是织造或非织造的、单向或多向的。然后将预浸料根据成品制品需要而成型，并且使固化树脂，通常通过加热以形成高强度轻质成品产品。在这些系统中使用的树脂典型地是环氧树脂、氰酸酯树脂或双马来酰亚胺树脂，并且树脂配制品通常含有用于特定树脂的固化剂。
[0005]在替代的制造技术中，通常在封闭物内铺叠纤维材料，向封闭物中灌注液体树脂系统以包封纤维材料，其然后可以在其中固化以生产成品制品。可以在纤维材料周围完成封闭并且在真空下吸入树脂(有时称为真空袋技术)。可替代地，封闭物可以是模具，并且可以将树脂注入模具中(有时称为树脂传递模制(Resin Transfer Moulding))，这也可以是真空辅助的(称为真空辅助树脂传递模制(Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding))。如与早前描述的与预浸料有关的体系一样，液体树脂体系可以是环氧树脂、氰酸酯树脂或双马来酰亚胺树脂，并且它还将含有用于特定树脂的固化剂。
[0006]四官能环氧树脂广泛用于形成航空航天部件的树脂组合物中，单独地或与双官能和/或三官能环氧树脂组合，并且N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑4‑4‑
二氨基二苯基甲烷(TGDDM)(也称为四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
亚甲基二苯胺(TGMDA))是非常众所周知的树脂组分，提供了加工与最终特性的良好平衡。N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑4‑4‑
二乙基
‑3‑3’‑
二氨基二苯基甲烷(E
‑
TGDDM)也用于树脂组合物中，有时与TGDDM组合，并且已知具有比TGDDM更低的粘度，TGDDM既可以用于灌注型树脂(例如，以改善灌注过程中的流动)也可以用于预浸料型树脂(例如，以改善可加工性)。E
‑
TGDDM在用于类似组合物时具有比TGDDM更低的反应性，这可能导致更长的可用寿命(outlife)(即，在树脂开始劣化之前的储存时间增加)。然而，
当与单独使用TGDDM相比时，用相当量的E
‑
TGDDM替代TGDDM得到具有较低Tg的固化基质，并且此类树脂组合物甚至可能使用标准固化循环(诸如在180℃下2小时)无法固化。此外，尽管使用E
‑
TGDDM可以为纯树脂提供相对增加的压缩模量，但这不会转化为复合材料中改善的压缩性能，例如在使用OHC或FHC测试进行测试时。N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基甲烷(M
‑
TGDDM)也是已知的树脂组分，但其与TGDDM或E
‑
TGDDM相比提供树脂组合物特性的任何改善未知。特别地，尽管E
‑
TGDDM在纯树脂测试中提供了较高的压缩模量，但未导致复合材料特性的压缩模量性能改善，因此没有理由假设M
‑
TGDDM可以产生任何此类改善。
[0007]N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基甲烷(M
‑
TGDDM)的结构如下所示：
[0008][0009]即使在树脂组合物中使用的环氧组分的性质或比例发生相对较小的变化也可能对由组合物形成的固化组分的特性具有很大影响，并且旨在改善一种特定特性的改变通常对组合物的一种或通常许多种其他特性产生有害影响。
[0010]本专利技术旨在消除或至少减轻上述问题和/或总体上提供改善。
[0011]根据本专利技术，提供了根据所附权利要求中任一项所述的组合物、用途、可固化复合材料部件、固化复合材料部件和固化复合材料部件的用途。
[0012]本专利技术提供了一种用于生产复合材料零件的树脂组合物，所述包含：
[0013]a)按所述组合物重量计从30至90％的环氧树脂组分；和
[0014]b)按所述组合物重量计从5至50％的固化剂组分；
[0015]其中所述环氧树脂组分包含按所述环氧树脂组分重量计量为至少30wt％的N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基甲烷(M
‑
TGDDM)；
[0016]并且进一步其中所述固化剂组分包含以下中的一种或多种：二氨基二苯基砜、二氨基二苯甲酮、芴二胺、包括杂混亚甲基双苯胺在内的亚甲基双苯胺、或经取代的二胺甲苯。
[0017]本专利技术进一步提供了N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产复合材料零件的树脂组合物，所述树脂组合物包含：a)按所述组合物重量计从30至90wt％的环氧树脂组分；和b)按所述组合物重量计从5至50wt％的固化剂组分；其中所述环氧树脂组分包含按所述环氧树脂组分重量计量为至少30wt％的N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二氨基
‑
3,3
’‑
二甲基二苯基甲烷(M
‑
TGDDM)；并且进一步其中所述固化剂组分包含以下中的一种或多种：二氨基二苯基砜、二氨基二苯甲酮、芴二胺、包括杂混亚甲基双苯胺在内的亚甲基双苯胺、或经取代的二胺甲苯。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述环氧树脂组分占所述组合物的按重量计从35至80wt％、优选从40至70wt％、更优选从45至65wt％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述固化剂组分占所述组合物的按重量计从10至45wt％、优选所述组合物的按重量计从15至45wt％。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物包含按所述组合物重量计至少10wt％、优选从15至65wt％、更优选从20至60wt％的M
‑
TGDDM。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述环氧树脂组分进一步包含N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑4‑4‑
二氨基二苯基甲烷(TGDDM)、N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑4‑4’‑
二乙基
‑3‑3’‑
二氨基二苯基甲烷(E
‑
TGDDM)或其混合物；优选其中TGDDM和/或E
‑
TGDDM的组合重量不超过M
‑
TGDDM重量的两倍。6.根据权利要求5所述的组合物，其中TGDDM和/或E
‑
TGDDM的组合重量是按所述组合物重量计从10至60wt％、优选从20至50wt％。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述环氧树脂组分进一步包含一种或多种非TGDDM基树脂，优选其中所述非TGDDM树脂的组合重量是按所述组合物重量计从5至60wt％、更优选从10至50wt。8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述一种或多种非TGDDM基树脂包括多官能环氧树脂和/或双官能环氧树脂；优选其中所述非TGDDM基树脂包括三缩水甘油基
‑
对氨基苯酚(TGPAP)、三缩水甘油基间氨基苯酚(TGMAP)、4
‑
氨基
‑3‑
甲基苯酚的三缩水甘油基醚、间苯二甲基二胺的四缩水甘油基醚、N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑4‑4’‑
二氯
‑3‑3’‑
二氨基二苯基甲烷、双酚A的二缩水甘油基醚、双酚F的二缩水甘油基醚、双酚Z的二缩水甘油基醚、双酚TMC的二缩水甘油基醚、硫代二酚的二缩水甘油基醚、基于环戊二烯的环氧树脂、基于萘的环氧树脂、三(
‑
羟基苯基)甲烷的三缩水甘油基醚和9,9
‑
双[4
‑
(缩水甘油氧基)苯基]芴或其混合物。9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述固化剂组分包含3,3
‑
二氨基二苯基砜、4,4
‑
二氨基二苯基砜、3,3
’‑
二氨基二苯甲酮、4,4
’‑
二氨基二苯甲酮、9,9
‑
双(3
‑
氯
‑4‑
氨基苯基)芴、4,4
‑
亚甲基双(2,6
‑
二乙基苯胺)、4,4
‑
亚甲基双(3
‑
氯
‑
2,6
‑
二乙基苯胺)、4,4
’‑
亚甲基双(2
‑
乙基
‑6‑
甲基苯胺)、4,4
‑
亚甲基双(2
‑
异丙基
‑6‑
亚甲基苯胺)、4,4
’‑
亚甲基双(2
‑
氯苯胺)、4,4
’‑
亚甲基
–
(二异丙基)
‑
(氯
‑
二乙基)
‑
二苯胺(M
‑
DIPACDEA)、4,4
’‑
亚甲基(甲基
‑
乙基)
‑
(氯
‑
二乙基)
‑
二苯胺(M
‑
MEACDEA)、4,4
’‑
亚甲基(甲基
‑
异丙基)
‑
(氯
‑
二乙基)
‑
二苯胺(M
‑
MIPACDEA)、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺或其混合物。10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，所述组合物进一步包含一种或多种增韧剂；优选其中所述一种或多种增韧剂的组合重量是按所述组合物重量计从1至45wt％、更
优选从2至40wt％、甚至更优选从3至30wt％。11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述一种或多种增韧剂包括热塑性聚合物、聚酰胺颗粒、核壳橡胶或其混合物。12.N,N,N
’
,N
’‑
四缩水甘油基
‑
4,4
’‑
二...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：赫克塞尔合成有限公司，
类型：发明
国别省市：