【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新材料应用，特别是一种反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料。
技术介绍
1、碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、重量轻、抗疲劳性好、耐酸碱腐蚀、不生锈、透x射线率高等特点，同时还具有结构可设计性强、成型工艺简单、可以与多种材料一体成型等优点，是轻量化结构材料的首选，被广泛应用于航空航天、军工等高端领域。
2、热压罐成型工艺是先进树脂基复合材料成型的主要方法，按照吸胶方式可以分为吸胶工艺、预吸胶工艺和零吸胶工艺。由于零吸胶工艺具有节省原料、纤维含量容易控制、适于成型厚制件等特点，已成为飞机承力等结构件制造的主要方法。零吸胶工艺的典型特点是流动可控，树脂最小粘度大，可以初加压，成型时树脂基本无流出，因此铺层内夹杂空气及挥发性组分的消除主要依靠真空排气和树脂压力的作用。经有关研究发现，在成型初期，温度低，真空有利于夹杂空气等排除，当温度升高，树脂处于黏流态后气路通道被堵塞，剩余的夹杂空气不能通过真空作用排除，但是在较大的树脂压力作用下气泡会被压溃，夹杂气泡会变为多个小气泡弥散分布，这样在真空及树脂压力的共同作用下，在复合材料内部观察不到明显孔隙。
3、零吸胶工艺的典型特点是预浸料树脂含量低，一般在30～36％之间，在热压罐成型初期就开始加高压，但是整个过程控制树脂低流失或不流失，其关键点在于树脂粘度的控制。传统环氧树脂预浸料随着温度的升高，其最小粘度一般在几百至一千多毫帕.秒，假如成型初期就开始加高压，树脂很容易流动，会导致复合材料树脂和纤维之间分布不均匀，严重影响复合材料的外形尺寸稳定性及
4、为实现以上目的，已报道的流动可控环氧树脂基体是通过添加大比例的高分子量化合物实现环氧树脂组合物粘度的提升，制备的环氧树脂体系在制备预浸料前就具备较高的物理加热熔融粘度。通过此方法制得的环氧树脂基体可以实现预浸料零吸胶的目的，但是也存在一些显著缺点，比如在通过二步法制备预浸料时需要较高的熔融温度以降低树脂基体的粘度，才能保证树脂均匀涂膜和充分浸润纤维表面，较高的树脂熔融温度又会缩短预浸料的室温适用期，也不利于在低温固化预浸料及大厚度预浸料上应用；由于高分子量化合物的大量添加也会降低预浸料的自粘性和柔软性，从而影响预浸料的操作性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种能够保证预浸料树脂基体和纤维之间具有较好浸润性的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料及其制备方法。
2、本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特点是：
3、由环氧树脂、高分子量增韧剂、反应型增稠剂、固化剂、促进剂构成，各组分质量比为50～90：1～10：0.1～5：2～10：1～5，首先制备得反应型流动可控零吸胶环氧树脂体系，再通过涂胶、含浸的二步干法工艺制备得反应型流动可控零吸胶预浸料，其制备方法包含如下步骤：
4、7)环氧树脂组合物的制备：按比例称量液态环氧树脂、固态环氧树脂、高分子量增韧剂等组分，加入到带刮壁效果的双行星搅拌釜中，在80～200℃温度范围内搅拌60～240min使之充分混合，再将釜内物料温度降低到50～70℃控温待用；
5、8)固化剂组合物的制备：按比例称量液态环氧树脂、固化剂、促进剂等组分，先用高速分散机搅拌至目视状态均一，再用三辊研磨机进一步研磨使之充分混合；
6、9)反应型增稠剂组合物的制备：按比例称量液态环氧树脂，反应型增稠剂，真空下30～50℃搅拌均匀得到反应型增稠剂；
7、10)反应型流动可控零吸胶环氧树脂体系的制备：将固化剂组合物和反应型增稠剂快速一次性加入到装有环氧树脂组合物的双行星搅拌釜中，控制釜内物料温度在50～70℃，搅拌10～60min，搅拌速度3～2000rpm，搅拌后即得到本专利技术所述环氧树脂基体；
8、11)树脂胶膜的制备：将刚制得的环氧树脂基体趁热缓慢倒入涂胶机的对辊中，控制涂胶机对辊温度在50～70℃，调整对辊间隙将环氧树脂基体均匀涂覆到离型纸上，快速冷却后覆盖pe膜，收卷后得到树脂胶膜；
9、12)预浸料的制备：将树脂胶膜/高性能纤维或其织物/树脂胶膜按三明治结构充分贴合后，再经过含浸机的对辊热压，使树脂胶膜熔融并垂直厚度方向渗透到纤维丝束中，然后再冷却覆盖pe膜、收卷后得到反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料。
10、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂体系在70℃时粘度不高于100000cps，在80～90℃以上时可触发反应型增稠剂可控化学反应，阻止或放缓环氧树脂体系粘度的降低，从而保持高温时环氧树脂体系最小粘度始终在2000～4000cps之间。
11、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的增韧剂是聚氨酯改性环氧、橡胶改性环氧、超高分子量环氧、核壳环氧、热塑性树脂微粉中的一种或两种以上的组合物本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，液态环氧树脂及固态环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、多官能度环氧树脂中的一种或多种的组合物。
12、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，固化剂组合物为双氰胺及有机脲促进剂微粉组合、4、4’二氨基苯砜及三氟化硼乙胺微粉组合中的一种或两者的组合，再与液态双酚a型环氧树脂的预混物。
13、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的反应型增稠剂组合物为咪唑类化合物、脂环族胺类化合物、脂肪胺类化合物、聚醚胺类化合物、芳香胺类化合物及聚酰胺类化合物中的一种或两种以上的组合物再与液态环氧组合，其与环氧树脂组合物能够低温缓慢反应或加热到80～90℃以上快速反应，对应可消耗环氧基团比例为环氧树脂总体的0.1～10％。
14、本专利技术要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述的高性能纤维是碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、pbo纤维中的一种或两种以上的组合。
15、本专利技术与现有技术相比，本专利技术所述的一种反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料在60～70℃时具有较低的粘度，粘度不高于10000cps，适合低温涂膜和含浸，预浸料在制备时具有较好的工艺性，在使用时具有较好的操作性；在80～90℃以上时能够触发反应型增稠剂快速化学反应从而减缓或阻止环氧树脂体系随着温度升高粘度快速降低的趋势，并且高温下树脂的最小粘度可以通过增减反应型增稠剂及高分子量增韧剂的比例进行调控，显著降低了高分子量增韧剂的添加量，解决了传统流动可控环氧树脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂体系在70℃时粘度不高于100000cps，在80～90℃以上时可触发反应型增稠剂可控化学反应，阻止或放缓环氧树脂体系粘度的降低，从而保持高温时环氧树脂体系最小粘度始终在2000～4000cps之间。
3.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的增韧剂是聚氨酯改性环氧、橡胶改性环氧、超高分子量环氧、核壳环氧、热塑性树脂微粉中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：液态环氧树脂或固态环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、多官能度环氧树脂中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：固化剂组合物为双氰胺及有机脲促进剂微粉组合、4、4’二氨基苯砜及三氟化硼乙胺微粉组合中的一种
6.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的反应型增稠剂组合物为咪唑类化合物、脂环族胺类化合物、脂肪胺类化合物、聚醚胺类化合物、芳香胺类化合物及聚酰胺类化合物中的一种或两种以上的组合物再与液态环氧树脂组合，其与环氧树脂组合物能够低温缓慢反应或加热到80～90℃以上快速反应，对应可消耗环氧基团比例为加入的环氧树脂总体的0.1～10％。
7.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的高性能纤维是碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PBO纤维中的一种或两种以上的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂体系在70℃时粘度不高于100000cps，在80～90℃以上时可触发反应型增稠剂可控化学反应，阻止或放缓环氧树脂体系粘度的降低，从而保持高温时环氧树脂体系最小粘度始终在2000～4000cps之间。
3.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：所述的增韧剂是聚氨酯改性环氧、橡胶改性环氧、超高分子量环氧、核壳环氧、热塑性树脂微粉中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的反应型流动可控零吸胶环氧树脂基预浸料，其特征在于：液态环氧树脂或固态环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、多官能度环氧树脂中的一种或多种的组合。
【专利技术属性】
技术研发人员：尚武林，郑庆磊，马晴，张森林，高常青，杨威，张先波，
申请(专利权)人：连云港神鹰复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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