[发明专利]一种以SMC工艺制备环氧树脂复合材料的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种制备环氧树脂复合材料的方法，尤其涉及一种以SMC工艺制备环氧树脂复合材料的方法。

背景技术

SMC是英文片状模塑料“Sheet Moulding Compound”的缩写，是一种夹芯的模压成型材料。使用时，只需将两面的薄膜揭去，按所需制品的尺寸裁剪，叠层放入到已升温的模具中加温加压，即得所需产品。SMC法是一种先进的复合材料成型方法，用这种方法制成的模塑料，价格低廉，使用方便，工艺性能良好，能够用来压制不同规格、形状复杂的产品。制备SMC的关键技术有：（1）树脂的选用，常用的不饱和聚酯树脂虽然具有优良的机械性能、电学性能和耐化学腐蚀性能，但其缺点是成型时气味和毒性较大，含苯乙烯，有刺激性气体，长期接触对身体健康不利。另外，固化时收缩率较大，贮存期限短，耐热性、强度和模量都较低，易变形，因此很少用于受力较强的制品中；（2）树脂的增稠，通用的不饱和聚酯一般用氧化镁(MgO)增稠，通过聚酯的端羧基与MgO配位形成网状结构，进而使聚酯的粘度增大。这种增稠剂虽然价格低，但增稠速度很慢，而且MgO的粒度、分散性、活性等因素对不饱和聚醋树脂的增稠性能也有较大影响，从而导致其增稠效果不稳定，生产的SMC制品强度不高。

环氧树脂复合材料就是高性能复合材料中的重要一种，由于环氧树脂具有粘结强度和内聚强度高、耐腐蚀性、介电性能优异及综合性能好的特点，因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作飞机、卫星、航天器等的结构材料、固体火箭发动机壳体、耐腐蚀材料、电绝缘材料、以及高级体育用品如球拍、球捧、钓鱼杆、赛艇等。其成型工艺通常有：手糊成型、模压成型、注射成型、RTM成型等，而以SMC工艺制备环氧树脂基复合材料的制备方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种以SMC工艺制备环氧树脂复合材料的方法，整个SMC制备工艺简单，且制备成本较低，可实现不同尺寸、不同厚度的批量生产，用途广泛。

本发明是这样来实现的，制备工艺步骤如下：

一种以SMC工艺制备环氧树脂复合材料的方法，其特征在于工艺步骤为： 

本发明所用的原材料：（1）基体材料为E-51环氧树脂、E-44环氧树脂、E-42环氧树脂、E-20环氧树脂、E-12环氧树脂的至少一种；（2）增强体为高强玻璃纤维、高模量玻璃纤维、耐高温玻璃纤维、耐碱玻璃纤维、耐酸玻璃纤维的至少一种；（3）固化剂为微粉化双氰胺；（4）偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；（5）填料为白炭黑。 

本发明所述的制备工艺步骤：

步骤1：糊树脂的配制：以环氧树脂作为复合材料的基体材料，分别称取环氧树脂、固化剂和偶联剂，其中，固化剂微粉化双氰胺的用量为环氧树脂质量的1-20%，硅烷偶联剂KH-550的用量为环氧树脂质量的1%，混合搅拌均匀后，添加白炭黑作为填料，其用量占环氧树脂质量的10-30%，揉至面团状，做到不黏手，待用；

步骤2：片材压制：将步骤1中揉制好的混合物放置在两层作为增强体的玻璃纤维布之间，两面再用两层玻璃纤维布和聚酯薄膜覆盖后，放置在压力成型机中央，在10-80MPa压力下压制成片状模塑料样品；

步骤3：固化成型：将步骤2制得的片状模塑料样品在硫化成型机上固化成型复合材料板，固化工艺为：温度为150-200℃，时间为0.5-5h，压力为3-10MPa。

本发明的优点是：（1）采用环氧树脂代替传统SMC工艺中的不饱和聚酯树脂作为基体树脂，其耐温性、强度、绝缘效果相对不饱和聚酯树脂而言有了很大提高，而且收缩性低，可有效地解决不饱和聚酯树脂在SMC中的众多不足；（2）采用微粉化双氰胺作为固化剂，一方面可有效解决常温固化剂在常温下固化反应太快，制品不能长期存贮的不足的问题；另一方面将双氰胺粉做到微粉级（D50=2.5μm），增加了与环氧树脂的相溶性，降低了该固化体系的固化温度，在一定程度上提高了固化反应速率。（3）整个SMC制备工艺简单，且制备成本较低，可实现不同尺寸、不同厚度的批量生产，用途广泛。

具体实施方式

实施例1

步骤1：糊树脂的配制：以环氧树脂作为复合材料的基体材料，分别称取E-51环氧树脂、微粉化双氰胺固化剂和硅烷偶联剂KH-550，其质量比为100:10:1，搅匀后，添加E-51环氧树脂质量的10%作填料，揉至面团状，做到不黏手，待用；