[发明专利]适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的高强高韧环氧树脂组合物及其制备方法

权利要求书

1.一种适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是，所述的环氧树脂组合物是由以下四个组分组成：

多官能度环氧树脂

双酚A聚醚环氧树脂

热塑性树脂

固体芳香胺固化剂

所述的多官能度环氧树脂占多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的10～80，所述的双酚A聚醚环氧树脂占多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的20～90；所述的热塑性树脂的量为所述的多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的0～30份；所述的固体芳香胺固化剂的量为按固体芳香胺固化剂中的活泼氢与多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂中的总环氧基的化学计量比计的0.6～1.2倍。

2.根据权利要求1所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的热塑性树脂的量为所述的多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的5～30份。

3.根据权利要求1或2所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的多官能度环氧树脂选自对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂、3,3’-二乙基-4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油基环氧树脂中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的双酚A聚醚环氧树脂具有如下结构：

5.根据权利要求4所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的双酚A聚醚环氧树脂是由具有以下结构的双酚A聚醚醇与环氧氯丙烷反应制得：

按反应物双酚A聚醚醇的摩尔数计，在惰性气体气氛中，将1摩尔的双酚A聚醚醇、2～30摩尔的环氧氯丙烷以及0.1～4摩尔的助溶剂混合，加热溶解后，分批加入2～6摩尔的I族金属元素的氢氧化物催化剂；在反应温度为45～90℃下进行反应5～20小时；反应结束后加入去离子水洗涤至水相呈中性；然后分离出有机相，在温度为90～120℃及压力为1～10mmHg下减压蒸馏去除有机相中的挥发份后得到的液体为所述的双酚A聚醚环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的环氧氯丙烷为5～20摩尔；所述的I族金属元素的氢氧化物为2～4摩尔；

所述的I族金属元素的氢氧化物是氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾。

7.根据权利要求5所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的助溶剂选自四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的塑性树脂选自聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酰亚胺中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物，其特征是：所述的固体芳香胺固化剂选自4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯醚、间苯二胺中的一种或几种。

10.一种根据权利要求1～9任意一项所述的适合热熔法制备碳纤维增强复合材料预浸料的环氧树脂组合物的制备方法，其特征是，所述的制备方法按下述步骤进行：

（1）将多官能度环氧树脂与部分双酚A聚醚环氧树脂均匀混合后，加入热塑性树脂，在温度为120～180℃及惰性气体保护下进行加热溶解，得到混合物；

（2）将剩余部分的双酚A聚醚环氧树脂与固体芳香胺固化剂在搅拌机中搅拌混合，搅拌温度范围为40～110℃，使固体芳香胺固化剂在双酚A聚醚环氧树脂中得到充分的均匀分散，得到混合物；

（3）将步骤（1）与步骤（2）得到的两种混合物在搅拌机中进行搅拌混合，搅拌温度范围为50～100℃，经过充分混合后得到所述的环氧树脂组合物；

所述的多官能度环氧树脂占多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的10～80，所述的双酚A聚醚环氧树脂占多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的20～90；所述的热塑性树脂的量为所述的多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂总质量分数的0～30份；所述的固体芳香胺固化剂的量为按固体芳香胺固化剂中的活泼氢与多官能度环氧树脂和双酚A聚醚环氧树脂中的总环氧基的化学计量比计的0.6～1.2倍。