[发明专利]一种用于纤维增强复合材料真空导入成型的环氧树脂组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法，尤其是适用于纤维增强复合材料真空导入成型工艺的环氧树脂组合物及其制备方法。

背景技术

真空导入工艺(Vacuum infusion proccss，简称VIP)在1950年出现了专利记录,至今已有50多年的历史，其原理是在模具上铺“干”增强材料(玻璃纤维、碳纤维、夹心材料等)，然后用真空袋进行密封，并将体系抽至真空状态，在模具型腔中形成一个负压，再利用真空产生的压力把树脂通过顶铺的管路压入纤维层中，让树脂浸润增强材料最后充满整个模具。制品固化后，揭去真空袋材料，从模具上得到所需的复合材料制品。由于其工艺过程包括预成型坯的铺放与树脂的注入和固化两步可以分开进行，所以说真空导入工艺具有高度的灵活性和组合性，便于实现“材料设计”，目前已广泛用于建筑、汽车、船舶、风电等工业领域。

环氧树脂是目前应用广泛、性能优越的纤维增强复合材料基体材料。但是环氧树脂在固化后存在韧性不足的缺点，不能有效发挥增强纤维的性能，在承受载荷时往往由于环氧树脂的过早失效导致复合材料的破坏。为了适应高性能纤维复合材料对基体树脂的需求，环氧树脂的改性一直是相关领域的研究热点，兼具韧性、强度、耐热性和优良加工性能的环氧树脂一直是环氧树脂改性的发展方向。

为了满足真空导入成型工艺的要求，所需树脂基体需要具有粘度低、强度高、韧性好、与纤维粘结性好等良好的工艺性能。然而，目前市场上用于真空导入成型工艺的环氧树脂一般粘度较大或者耐热性、韧性差，因此开发适用于真空导入成型工艺的环氧树脂组合物成为近年来的研究热点。

发明内容

本发明提供一种用于纤维增强复合材料真空导入成型的环氧树脂组合物及其制备方法，其解决的技术问题是目前市场上用于真空导入成型工艺的环氧树脂存在粘度较大、耐热性以及韧性差的缺陷。

一种用于纤维增强复合材料真空导入成型的环氧树脂组合物，其包括组分A和组分B，其中组分A包括下述成分：100质量份环氧树脂、5-20质量份稀释剂、0.5-5.0质量份硅烷偶联剂、0.5-5.0质量份无机填料；组分B包括下述成分：25-45质量份胺类固化剂、0.5-5.0质量份促进剂。

进一步，所述环氧树脂为环氧树脂a和环氧树脂b的组合，环氧树脂a和环氧树脂b的质量比为：50-80：20-50；所述环氧树脂a为包含一个或多个海因环（五元二氮杂环）的缩水甘油胺型、缩水甘油醚型或缩水甘油酯型海因环氧树脂，海因环（五元二氮杂环）结构式如下所示，海因环（五元二氮杂环）结构式中取代基R₁和R₂为H、CH₃、C₂H₅、芳基或芳烷基：

；所述环氧树脂b为下述几种环氧树脂中的至少一种：4,5-环氧环乙烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、双酚F型缩水甘油醚类环氧树脂或双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂；其中，双酚F型缩水甘油醚类环氧树脂或双酚A型缩水甘油醚类环氧树脂优选粘度范围：500-4000mPa·s（25℃）。

进一步，所述环氧树脂a为含有一个海因环的二缩水甘油胺型海因环氧树脂，化学结构式如下：

；其中的取代基R₁和R₂存在以下组合选择方式：1）R₁为H，R₂为H的化合物；2）R₁为CH₃，R₂为H的化合物；3）R₁为CH₃，R₂为CH₃的化合物；4）R₁为C₂H₅，R₂为H的化合物；5）R₁为C₂H₅，R₂为CH₃的化合物。