[发明专利]树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂膜及其制备工艺，尤其涉及一种复合材料成型工艺用的环氧树脂膜及其制备方法。

背景技术

树脂膜熔融浸渍(Resin Film Infusion，RFI)工艺是复合材料的成型工艺之一，其基本原理是将预催化(即已经添加了固化剂和其他助剂)的树脂膜铺放在模具表面，其上覆盖纤维增强体和真空袋膜，通过加热使树脂膜熔化，同时抽真空，树脂膜熔化后形成的液态树脂在真空负压作用下，向上浸渗纤维增强体后，进一步加温，树脂发生化学交联反应，固化形成所需的复合材料构件。

预催化树脂膜是实施RFI工艺的关键技术，一般用的环氧树脂膜包括各种型号的环氧树脂。对于大尺寸复合材料构件，为了降低制备成本，适宜采用玻璃钢复合材料模具，然而玻璃钢复合材料模具的最大局限性在于其耐热性不高，而RFI工艺过程中又需要对树脂进行加热固化，这就要求树脂膜的固化温度一般不能超过120℃。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种力学性能好、尺寸稳定性好、均匀性好、工艺适应性强的树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜，还提供一种工艺简单实用、成本低廉、产品质量好的树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜，包含以下质量分数的基体组分：

高粘态环氧树脂    35％～65％

结晶态环氧树脂    10％～35％

芳胺固化剂        1％～30％和

咪唑促进剂和/或酸酐促进剂  0％～2％。

上述技术方案是我们在综合分析各种树脂膜的优缺点，并结合大尺寸复合材料构件整体成型需要的基础上(环氧树脂膜的固化温度不超过120℃)，确定的一种的环氧树脂体系，再通过复配合适的固化剂助剂体系，使预催化树脂体系在室温下成膜，但不发生固化反应，50℃～70℃温度下，所述环氧树脂膜熔化成液态，且能维持一段时间的低粘度以利于树脂浸渗，升温至100℃左右，大量发生交联反应，完成固化成型。

作为上述技术方案的进一步改进，上述环氧树脂膜中还可含有一层的增强材料，以进一步提高所述环氧树脂膜的力学性能和工艺性能。优选的增强材料包括玻璃布(例如01玻璃布、02玻璃布或04玻璃布)、玻璃纤维毡或碳纤维布。通过在本发明的环氧树脂膜中预先加入一定厚度、一定规格的增强材料，更好地解决了纯环氧树脂膜在工艺实施过程中的尺寸稳定性不足以及抗剪切、抗弯曲等力学性能不足的问题，大大提高了本发明环氧树脂膜的工艺适用性。

作为上述技术方案的进一步优化，所述高粘态环氧树脂的环氧当量优选为210g/mol～240g/mol，室温粘度优选在20Pa.s～30Pa.s；所述结晶态环氧树脂的环氧当量优选为450g/mol～500g/mol，软化点优选为60℃～70℃。所述环氧当量为210g/mol～240g/mol、室温粘度在20Pa.s～30Pa.s的高粘态环氧树脂，包括型号为E-42、E-44或CYD-144的环氧树脂。所述环氧当量为450g/mol～500g/mol、软化点为60℃～70℃的结晶态环氧树脂，包括型号为CYD-001、CYD-011、E20、E21或E31的结晶态环氧树脂。所述芳胺固化剂包括芳胺GA-327；所述咪唑促进剂包括咪唑704；所述酸酐促进剂包括甲基四氢苯酐或甲基四氢邻苯二甲苯酐。

在一个总的技术构思下，本发明还提供一种上述的树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜的制备方法，其步骤包括：将所述高粘态环氧树脂加热，同时加入所述结晶态环氧树脂，搅拌均匀后，再加入所述的芳胺固化剂，或者加入所述芳胺固化剂和咪唑促进剂，或者加入所述芳胺固化剂和酸酐促进剂，或者加入所述芳胺固化剂、咪唑促进剂和酸酐促进剂，再次搅拌均匀得混合环氧树脂溶液，再采用流延法或刮膜法得到树脂膜熔融浸渍工艺用环氧树脂膜。制备得到的环氧树脂膜的厚度一般在15μm～250μm。

在上述制备方法中，所述高粘态环氧树脂加热后的温度优选控制在50℃～70℃。所述流延法优选是指将所述混合环氧树脂溶液浇注在增强材料上，在50℃～70℃温度下进行流延。所述刮膜法优选是指先将所述混合环氧树脂溶液温度降至20℃～40℃，再将其浇注在增强材料上刮制成膜。