【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及树脂基复合材料，具体来讲，涉及一种超低温液氢环境使用树脂体系及其制备方法。
技术介绍
1、先进航天运载器为了实现更大程度的轻量化，关键之一就是减少燃料贮箱的重量，解决办法就是可将目前使用的含金属内衬的复合材料贮箱替换成无金属内衬的全复合材料贮箱。由于无金属内衬碳纤维复合材料低温贮箱缺少了起到密封作用的金属内衬，其碳纤维复合材料缠绕层不仅需要承担贮箱内部的高压载荷，还需兼具防止液体推进剂渗漏的功能，一旦液体推进剂发生渗漏，将造成严重的后果。
2、环氧树脂因具有力学性能优异、尺寸稳定性好、固化收缩率低、耐腐蚀性好等特点，故常作为复合材料低温贮箱的基体材料使用。
3、低温贮箱的服役工况是高的温度差和高的压力差。由于碳纤维和树脂基体的热膨胀系数存在非常大的差异性，比如碳纤维的热膨胀系数约为-0.72～-0.90×10-6/℃，而环氧树脂的热膨胀系数约为39×10-6/℃，因此当处于超低温的环境中时，树脂基体中就会出现比较大的拉伸应力。由于普通的树脂基体在超低温的环境下时会因为内部分子链段产生收缩现象，而导致脆化的结果，使树脂基体的失效应变明显地降低。由于碳纤维和树脂基体的热膨胀系数的不同而产生的内部拉伸应力以及超低温环境下树脂失效应变的降低共同影响，就可能会导致纤维缠绕层中的树脂基体内部形成较多的微裂纹，值得注意的是，当复合材料低温贮箱随着应力不断的循环和温度不断的循环，微裂纹很有可能会逐步扩展，从而形成单层厚度方向上的裂纹，并且进一步扩展的话，会引起复合材料层间产生裂纹而分层。当无金属内衬低温贮箱
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种超低温液氢环境使用树脂体系，该树脂体系通过双酚f环氧树脂、双酚a环氧树脂、环氧活性稀释剂、增韧助剂和固化剂复配得到，能够保证树脂体系力学性能，同时提高树脂体系的韧性，降低高温差和高压力差共同作用下树脂体系中微裂纹的产生，避免-100℃以下使用过程中液氢渗透情况的发生。
2、本专利技术一方面提供了一种超低温液氢环境使用树脂体系，按质量份数计，所述超低温液氢环境使用树脂体系包括双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂共100份、环氧活性稀释剂20-30份、增韧助剂10-30份以及固化剂20-50份；
3、其中，双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂质量比为50-70：30-50。
4、本专利技术另一方面提供了上述超低温液氢环境使用树脂体系的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
5、将双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂进行熔融混合，然后依次加入环氧活性稀释剂、增韧剂和固化剂，在40-140℃下进行分阶段固化，自然冷却降温得到超低温液氢环境使用树脂体系。
6、与现有技术相比，本专利技术至少取得以下有益效果中的一项：
7、(1)本专利技术超低温液氢环境使用树脂体系能够保证树脂体系力学性能，同时提高树脂体系的韧性，降低高温差和高压力差共同作用下树脂体系中微裂纹的产生，防止使用过程中液氢渗透情况的发生。
8、(2)本专利技术超低温液氢环境使用树脂体系中添加阻氢渗透剂，阻氢渗透剂与双酚f环氧树脂、双酚a环氧树脂、环氧活性稀释剂、增韧助剂以及固化剂进行复配，能够进一步起到减轻高压下液氢渗透情况，降低降低高温差和高压力差共同作用下树脂体系中微裂纹的产生。
9、(3)本专利技术双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂中添加四氧化三铁改性氧化石墨烯，使用磁性fe3o4改性后的氧化石墨烯分别改性双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂，在磁场作用下可以实现氧化石墨烯在树脂中的有序分散，不会产生团聚。能够进一步提高双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂的力学强度和韧性。
10、(4)本专利技术增韧助剂为核壳颗粒；核壳颗粒中外壳材料为聚乙烯醇缩丁醛或聚甲基丙烯酸甲酯；核体材料为纳米氧化铝或纳米二氧化硅。外壳材料与双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂具有良好的相容性，能够保证环氧树脂的交联程度，同时有助于核壳颗粒在树脂中的均匀分散提高树脂体系的韧性。
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1.一种超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，按质量份数计，所述超低温液氢环境使用树脂体系包括双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂共100份、环氧活性稀释剂20-30份、增韧助剂10-30份以及固化剂20-50份；
2.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，还包括阻氢渗透剂，所述阻氢渗透剂为钼酸钠。
3.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂分别进行改性；所述改性方法为：分别向双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂中添加四氧化三铁改性氧化石墨烯；
4.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述环氧活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、丙烯酸酯、醋酸酯、己内酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述烷基缩水甘油醚中烷基为丁基、辛基、乙基或苯基；
6.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述增韧助剂为核壳颗粒；核壳颗粒中外壳材料为聚乙烯醇缩丁醛或聚甲基丙烯酸甲酯；核体材料为纳米氧
7.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述固化剂为脂肪胺类芳香固化剂和聚醚胺类固化剂复合物；
8.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述超低温液氢环境使用树脂体系的氦气渗透率低于10-9的量级。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述超低温液氢环境使用树脂体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述分阶段固化包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，按质量份数计，所述超低温液氢环境使用树脂体系包括双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂共100份、环氧活性稀释剂20-30份、增韧助剂10-30份以及固化剂20-50份；
2.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，还包括阻氢渗透剂，所述阻氢渗透剂为钼酸钠。
3.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂分别进行改性；所述改性方法为：分别向双酚f环氧树脂和双酚a环氧树脂中添加四氧化三铁改性氧化石墨烯；
4.根据权利要求1所述的超低温液氢环境使用树脂体系，其特征在于，所述环氧活性稀释剂为烷基缩水甘油醚、丙烯酸酯、醋酸酯、己内酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的超低温液氢环境使...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠硕，蔡立柱，裴金迪，梁思佳，
申请(专利权)人：沈阳欧施盾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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