【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环氧体系，尤其是涉及一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系及其制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂(ep)因优异的工艺性能、力学性能以及稳定的化学性能等优点，成为高性能树脂基复合材料中最常用的树脂基体之一，同时也广泛用于涂料和胶粘剂等领域。然而ep又由于质脆、断裂伸长率小和弹性差等缺点限制了其在特殊电子灌封、密封、道路修补等领域中的应用。
2、目前常用的增韧方式主要有加入橡胶弹性体、核壳聚合物、热塑性树脂(tpu)等增韧剂或者通过结构设计引入互穿网络或三维交联网络来达到增韧的效果，获得优异的力学性能，拓宽应用范围。但是目前大多数增韧改性的环氧树脂的制备工艺复杂、固化温度较高且固化时间较长，难以满足快速修复的效果。
3、如cn113999490a公开了一种韧性环氧树脂体系及其制备方法和应用，将多官能团环氧树脂加热，再按比例加入增韧剂混合均匀，降温后按比例加入固化剂混合均匀，脱泡，在140℃-190℃的条件下固化1-6h，得到韧性环氧树脂体系。固化温度较高，固化时间较长；cn113943472a公开了一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系及其制备方法，需要先制备微球，然后微球与环氧共混并研磨均匀，在70-100℃反应1-4h；cn115850765a公开了一种强韧化耐高温环氧树脂预浸料的制备方法，需要在环氧树脂与增韧剂混合均匀的基础上，将反应釜或三口烧瓶降温至50～130℃，再加入熔融环氧树脂、固化剂和增强改性剂，在80℃～100℃下恒温搅拌0.5h～4h，再加入促进剂，在80℃～100℃下恒温搅拌0.1h
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系及其制备方法，避免了繁杂的制备过程，在增韧的同时达到低温快速固化的效果，可以用于路面、机场道面等的修补，便于施工且能耗较低。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系，包括以下质量份数的原料：环氧树脂50-70份，固化剂17-23份，稀释剂16-20份，增韧剂0-12份。
4、所述固化剂为酚醛改性己二胺、改性乙烯胺中的一种或几种。所述稀释剂为卞基缩水甘油醚。所述增韧剂为stg(硅硼系剪切增稠胶)。所述环氧树脂为环氧树脂e51。
5、进一步的，所述增韧剂质量大于环氧树脂含量的10％。
6、本专利技术还提供上述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备方法，包括以下步骤：先将增韧剂粉碎，加入环氧树脂e51，机械搅拌至混合均匀，之后加入固化剂和稀释剂并搅拌均匀，脱泡，采用单温度固化法固化得到高强高韧型环氧树脂体系。
7、进一步的，所述脱泡的步骤为：在室温和-100pa的负压条件下保持3-6min脱泡。
8、进一步的，固化温度为25～80℃，固化时间为5～180min。
9、一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备方法，包括以下步骤：先用粉碎将0-12份增韧剂粉碎成200目左右的颗粒，将其加入50-70份环氧树脂e51中，在室温下快速机械搅拌5-10min至混合均匀。之后加入17-23份固化剂和16-20份稀释剂在室温下快速搅拌2-4min混合均匀，在室温和-100pa的负压条件下保持3-6min脱泡。之后在适当的恒定温度下固化得到高强高韧型环氧树脂体系。
10、固化时间可以根据固化温度变化，具体为：当温度在25℃-80℃变化，该环氧体系的固化时间在5min-180min变化。固化体系粘度η(单位为pa·s)与固化温度t(单位为℃)和固化时间t(单位为min)的函数关系如下所示：
11、lnη(t,t)＝-8.506+1893.469/t+te17.321-5948.776/t
12、一般认为达到1800pa·s体系固化。
13、有益效果
14、剪切增稠材料是一种新型功能材料，优异的力学性能使其成为抗外力防护领域最重要的材料之一。相较于stf(剪切增稠液)的液体性质，stg(剪切增稠胶)具有更加稳定的结构，能够在粘性状态、橡胶状态和脆性状态之间表现出典型的冲击硬化效应，因此具有更加广泛的应用空间。同时stg归属于含硼有机硅材料，具有良好的热稳定性、电绝缘性、化学稳定性及抗紫外性等性能，将其作为第二基体填充至树脂可以有效改善力学性能及热稳定性等性能。
15、本专利技术的快速固化高强高韧型环氧树脂体系具有快速固化的特征，同时固化时间可通过固化温度调整，即使常温(25℃)下相较于一般的环氧体系也具有较短的固化时间(＜3h)。
16、本专利技术的快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备工艺较为简单，且固化能耗较低。
17、本专利技术的快速固化高强高韧型环氧树脂体系所达到的增韧效果较为突出(断裂伸长率大于30％)，同时拥有较高的强度。
18、本专利技术的快速固化高强高韧型环氧树脂体系加入了stg，其可逆物理交联的b-o动态键使体系表现出一定的剪切硬化性能。具体表现为一定的速率响应性，即较高速率下(10mm/min)的拉伸强度相较于较低速率下(2mm/in)的拉伸强度提升了58.33％。
19、本专利技术的快速固化高强高韧型环氧树脂体系加入了含硼的有机硅体系(stg)，具有较高的热稳定性和化学稳定性，热分解温度可达200℃以上。
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1.一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述快速固化高强高韧型环氧树脂体系包括以下质量份数的原料：环氧树脂50～70份，固化剂17～23份，稀释剂16～20份，增韧剂0-12份。
2.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述固化剂为酚醛改性己二胺、改性乙烯胺中的一种或几种；所述稀释剂为卞基缩水甘油醚。
3.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述增韧剂为硅硼系剪切增稠胶。
4.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E51。
5.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述增韧剂质量大于环氧树脂含量的10％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将增韧剂粉碎，加入环氧树脂E51，机械搅拌至混合均匀，之后加入固化剂和稀释剂并搅拌均匀，脱泡，采用单温度固化法固化得到高强高韧型环氧树脂体系。
7.根据权利要求6所
8.根据权利要求7所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备方法，其特征在于，固化温度为25～80℃，固化时间为5～180min。
9.根据权利要求7所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系的制备方法，其特征在于，固化体系粘度η与温度T和固化时间t的函数关系如下所示：
10.权利要求1～6任一项所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系在路面或机场道面修补中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述快速固化高强高韧型环氧树脂体系包括以下质量份数的原料：环氧树脂50～70份，固化剂17～23份，稀释剂16～20份，增韧剂0-12份。
2.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述固化剂为酚醛改性己二胺、改性乙烯胺中的一种或几种；所述稀释剂为卞基缩水甘油醚。
3.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述增韧剂为硅硼系剪切增稠胶。
4.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂e51。
5.根据权利要求1所述的快速固化高强高韧型环氧树脂体系，其特征在于，所述增韧剂质量大于环氧树脂含量的10％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的快速固化高强...
【专利技术属性】
技术研发人员：代晓青，张中威，段力群，谭仪忠，孙慜倩，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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