[发明专利]可固化环氧树脂组合物及由其制备的复合材料

说明书

发明领域

本发明涉及可热固或可固化环氧树脂组合物，并涉及由所述可固化环氧树脂组合物制备的复合制品。更具体地，本发明涉及用于通过固化可热固环氧树脂组合物制备复合材料的方法，其中所述组合物包含至少一种环氧树脂、至少一种烷醇胺固化剂和至少一种苯乙烯化酚；并且其中选择所述苯乙烯化酚以提供所述至少一种环氧树脂与所述至少一种烷醇胺固化剂之间反应速率上的增加。

发明背景

环氧热固树脂是一类最广泛使用的工程树脂，并且它们在胶粘剂、涂料和复合材料中的用途是众所周知的。环氧树脂形成玻璃状网络，展现出出色的耐腐蚀性和耐溶剂性，良好的粘合性，适度高的玻璃化转变温度，以及适当的电学性质。

可热固或可固化环氧树脂制剂通常使用固化剂，如胺固化剂，用于交联环氧树脂以形成固化产物如复合材料或层压体。通常通过加入加速剂调节在复合材料应用中使用的环氧树脂制剂的反应性。用于环氧/胺体系的已知的标准加速剂包括，例如，双酚A、壬基苯酚(NP)、NP和氨基乙基哌嗪(AEP)的组合、以及苄醇。

当在用于制备固化复合制品的环氧树脂制剂中使用时，这些已知加速剂的每一个受到一个或多个问题的困扰。例如，虽然双酚A具有非常高效并且相对廉价的益处，双酚A具有容易在所配制的体系中结晶的缺点，并且因此，使用双酚A引起处理和加工难题。NP存在具有非常负面的毒物学特征的缺点；NP和AEP的组合与环氧化合物产生极快和高度放热的反应；并且苄醇是挥发性的，并且还显著地降低环氧树脂的固化性质，如作为用于很多应用的关键性质的玻璃化转变温度。

因此需要提供用于环氧树脂制剂的易得的，可负担的加速剂组分；其中所述加速剂与现有技术加速剂体系比较具有相似的或提高的加速作用，不带有现有技术加速剂的问题，并且不损害含有固化剂的原始环氧树脂制剂的整体物理性质，其中所述环氧树脂制剂用于制备复合材料。

发明概述

本发明通过采用苯乙烯化酚加速复合材料应用中使用的环氧/胺制剂，对在环氧/胺制剂中使用现有技术加速剂所遇到的问题提供一种解决方案。

本发明的一个实施方案针对用于制备复合材料成形制品的可固化环氧树脂复合材料制剂，所述制剂包含：

(I)增强材料；和

(II)环氧树脂组合物，所述组合物包含：

(a)具有平均每分子多于一个缩水甘油醚基的至少一种环氧树脂；

(b)至少一种烷醇胺固化剂；以及

(c)至少一种苯乙烯化酚；

其中至少一种烷醇胺和至少一种苯乙烯化酚的组合在所述环氧树脂组合物以充足的量存在，所述充足的量足以使达到目标粘度的时间或胶凝时间的降低率大于或等于(≥)不含有苯乙烯化酚和烷醇胺的组合的原始制剂的值的约5％(％)，同时保持玻璃化转变温度(Tg)为≥约70℃。

本文所公开的另一个实施方案涉及制备以上可固化环氧树脂复合材料组合物的方法。

本文所公开的再另一个实施方案涉及使用以上可固化环氧树脂复合材料组合物制备固化复合材料产物的方法。

本文所公开的再另一个实施方案涉及通过以上方法制备的固化产物。所述固化产物可以是复合材料或粘合剂。

本发明的再另一个实施方案针对含有可用于结构复合材料应用的增强材料的复合材料制剂。

本发明的其他实施方案和益处将从以下说明书和所附权利要求显而易见。

优选实施方案详述

在其最宽范围内，本发明采用可固化环氧树脂复合材料组合物制备复合制品；其中所述复合材料组合物包含(I)增强材料和(II)环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包含(a)至少一种或多种环氧树脂，所述环氧树脂具有平均每分子多于一个缩水甘油醚基；(b)至少一种烷醇胺固化剂；和(c)至少一种苯乙烯化酚；其中至少一种烷醇胺和至少一种苯乙烯化酚的组合在环氧树脂组合物中以充足的量存在，所述充足的量足以使达到目标粘度的时间或胶凝时间的降低率≥不含有至少一种环氧树脂组分(a)和至少一种烷醇胺固化剂组分(b)的组合的原始制剂的值的约5％，同时保持玻璃化转变温度(Tg)为≥约70℃。