一种耐环境抗老化的环氧树脂体系制造技术

本发明专利技术公开了一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，包含以下组分，环氧树脂、固化剂和无机纤维共100重量份；金属氧化物微球5～40重量份；有机金属化合物0.2～2重量份。本发明专利技术的环氧树脂体系能够明显提升其固化物的耐环境老化性，且还具有足够的强度等通用性能。本发明专利技术的环氧树脂体系可以通过现有的加工技术进行制品加工。制品加工。

【技术实现步骤摘要】
一种耐环境抗老化的环氧树脂体系


[0001]本专利技术涉及热固性树脂领域，尤其涉及一种耐环境抗老化的环氧树脂体系。

技术介绍

[0002]环氧树脂通过环氧官能团与其它官能团化学交联形成三维网络结构的固化物，具有优良的综合性能：包括高强度、耐热性好、电性能优良、抗腐蚀、耐环境老化、尺寸稳定性好等，在电子/电气、能源、化工、机械、汽车和轨道交通、建筑等领域得到大量应用。
[0003]比如，中国专利申请CN201980052851.1提供了一种环氧树脂体系，其固化物具有高贮藏稳定性、适合于航空器机体的结构材料、内装材料、航空器发动机用的结构部件等要求高温高湿条件下的耐热性、力学物性以及燃烧特性。
[0004]中国专利申请CN201911331076.1提供了一种环氧树脂体系，涉及一种环氧
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有机硅树脂，可以改善环氧树脂固化物的强度和韧性的同时，可提高环氧树脂固化物的耐温性和耐候性。
[0005]但是，人们对制品的品质要求是不断提高的，环氧树脂固化物的诸多性能，比如耐环境老化，也有进一步提高的需求。特别是对于长期在室外使用的制品，比如汽车、高铁、风力发电、太阳能发电、建筑等的部件，需要对抗光照、高湿度、冷热交替造成的损害，尤其需要加强耐环境老化性能。
[0006]为此，目前缺少一种环氧树脂体系，其形成的固化物具有优秀耐环境老化性，且还具有足够的强度、加工性等通用性能。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其形成的固化物具有优秀耐环境老化性，且还具有足够的强度、加工性等通用性能。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，包含以下组分，
[0010]环氧树脂、固化剂和无机纤维共100重量份；
[0011]金属氧化物微球5～40重量份；
[0012]有机金属化合物0.2～2重量份。
[0013]环氧树脂和固化剂是本专利技术的环氧树脂体系的基础树脂，提供环氧树脂体系固化物主要的力学性能。其中，所述的环氧树脂是含环氧官能团的低聚物，与固化剂反应时便可形成三维网状的热固性塑料。
[0014]其中，环氧树脂按化学结构分类，可以分为缩水甘油醚类，如双酚A型、双酚F型、双酚S型、氢化双酚A型、酚醛型等；缩水甘油酯类，如邻苯二甲酸二缩水甘油酯类等；缩水甘油胺类，如四缩水甘油二氨基二苯基甲烷；脂环族环氧树脂类、环氧化烯烃类等。
[0015]考虑到平衡耐环境老化性、强度、加工性、性价比等，优选的，所述的环氧树脂是双酚A型、双酚F型、氢化双酚A型、酚醛型、酯环族型环氧树脂中的一种或多种。
[0016]进一步优选的，所述的环氧树脂包含50％～80％的双酚F型、20％～50％的酚醛型环氧树脂。所述的双酚F型环氧树脂一般是由双酚F与环氧氯丙烷反应制得。所述的酚醛型环氧树脂一般是由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷反应制得。该配比，有助于提高环氧树脂体系的耐环境老化性。
[0017]所述的固化剂是可与环氧官能团反应的化合物，按化学结构分类，可以分为多元胺型，如乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺、双马来酰亚胺等；酸酐型，如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐等；其它还有酚醛型、咪唑型、聚酰胺型、聚酯树脂型、聚氨酯型、聚硫醇型固化剂等。
[0018]考虑到平衡耐环境老化性、强度、加工性、性价比等，优选的，所述的固化剂是多元胺型、酸酐型、酚醛型、咪唑型、聚酯树脂型、聚酰胺型、聚氨酯和聚硫醇型中的一种或多种。
[0019]进一步优选的，所述的固化剂包含50％～80％的咪唑型、20％～50％的聚酰胺型固化剂。该配比，有助于提高环氧树脂体系的耐环境老化性。
[0020]环氧树脂和固化剂的配比一般应是环氧树脂的环氧官能团和固化剂的有效官能团等摩尔比，或固化剂的有效官能团略多，比如10％以内，可以根据现有技术调控。
[0021]所述的无机纤维是以无机物为主要原料制成的化学纤维，包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维、金属纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等等。为了提高所述环氧树脂体系的固化物的耐环境老化性、强度，优选的所述的无机纤维是玻璃纤维、碳纤维中的一种或多种，进一步优选碳纤维。
[0022]可以根据环氧树脂体系固化物的性能要求、加工方式等实际需求，选择合理的无机纤维的形态，比如长纤、短纤、粉末、编制布等，以及无机纤维的含量。一般无机纤维越长、含量越多则固化物的耐环境老化性、强度越好。但受限于加工方式，有时也需要使用短纤、粉末等无机纤维，这类无机纤维也能有效的提高固化物的耐环境老化性和强度。以环氧树脂、固化剂、无机纤维共100重量份计，优选的，无机纤维的含量是5～50重量份，进一步优选20～40重量份。
[0023]最优选，无机纤维为碳纤维，且以环氧树脂、固化剂、无机纤维共100重量份计，无机纤维的含量是20～40重量份。
[0024]所述的金属氧化物微球是基本由金属氧化物构成的球状或类球状的小颗粒，对于固化物的耐环境老化性的提高具有很大的帮助，且还能够使得固化物具有足够的强度、加工性等。
[0025]从材质上分，金属氧化物微球可以包括氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化铜等中的一种或多种。考虑到进一步提高固化物的耐环境老化性，优选的，所述的金属氧化物微球是氧化锆或氧化铝微球中的一种或多种。
[0026]从形态上分，金属氧化物微球可以包括空心微球和实心微球中的一种或两种。两者都能提高固化物的耐环境老化性，且空心微球相对于实心微球，具有质轻的优点。专利技术人发现，当体系中同时具有空心微球和实心微球时，耐环境老化性更佳。进一步的，以环氧树脂、固化剂和无机纤维共100重量份计，所述的空心微球为3～30重量份，所述的实心微球为2～10重量份。
[0027]金属氧化物微球的平均粒径可以是10nm～1mm。一般来说，平均粒径越小，微球越难以分散；平均粒径越大，一方面在体系中易沉降、造成分散不均，另一方面对于微观下的
材料性能的均匀性也不利，从而都导致耐环境老化性不佳。进一步的，专利技术人发现，当所述的空心微球的平均粒径小于100nm，所述的实心微球的平均粒径大于1μm时，耐环境老化性更佳。
[0028]进一步的，优选空心微球包含氧化锆空心微球，优选实心微球包含氧化铝实心微球。
[0029]进一步的，以环氧树脂、固化剂、无机纤维共100重量份计，优选包含氧化锆空心微球10～20重量份，优选包含氧化铝实心微球5～10重量份。
[0030]进一步的，以环氧树脂、固化剂、无机纤维共100重量份计，优选包含平均粒径小于100nm的氧化锆空心微球10～20重量份，优选包含平均粒径大于1μm的氧化铝实心微球5～10重量份；
[0031]本专利技术所述的有机金属化合物可以显著提高固化物中树脂基体与金属氧化物微球的粘附性、分散性，从而提高固化物的耐环境老化性、强度和加工性。
[0032]优选的，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，包含以下组分，环氧树脂、固化剂和无机纤维混合物：100重量份；金属氧化物微球：5～40重量份；有机金属化合物：0.2～2重量份。2.根据权利要求1所述的一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，所述的环氧树脂是双酚A型、双酚F型、氢化双酚A型、酚醛型、酯环族型环氧树脂中的一种或多种，所述的固化剂是多元胺型、酸酐型、酚醛型、咪唑型、聚酯树脂型、聚酰胺型、聚氨酯和聚硫醇型中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，所述的环氧树脂包含50％～80％的双酚F型、20％～50％的酚醛型环氧树脂，所述的固化剂包含50％～80％的咪唑型、20％～50％的聚酰胺型固化剂。4.根据权利要求1所述的一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，所述的无机纤维是玻璃纤维、碳纤维中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，所述的金属氧化物微球是氧化锆微球或氧化铝微球中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的一种耐环境抗老化的环氧树脂体系，其特征在于，所述的金属氧化物微球包含空心微球和实心微球，且以环氧树脂、固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世超，祁震，张继维，陈伟，韩志毅，唐许，施刘生，张可可，
申请(专利权)人：江苏澳盛复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：