[发明专利]一种树脂组合物及其预浸料和复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种树脂组合物及其预浸料和复合材料。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料因其具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、抗疲劳性能好、 性能可设计性强、便于整体成型以及综合性能优异等优点而在国内外军工产品中获得 了广泛地应用，而常用的纤维增强材料包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维及芳纶纤 维等。其中，碳纤维增强树脂基复合材料在直升机结构上的应用已由次承力结构发展 到主承力结构，由替代设计发展到大模块、整体成型的复合材料结构设计，从而，在 实现减重、减少零件数量的同时，直升机的结构寿命和可靠性均得到了不同程度的提 高。

在直升机的制造过程中，多采用中温固化预浸料体系，并以热压罐或真空袋压工 艺进行成型。因此，要将复合材料应用于军用直升机承力结构部件中，必须保证该复 合材料具备优异的综合性能，尤其是良好的耐湿热性能和韧性。目前，国内外的中温 航空预浸料，其湿态长期使用温度多为70～80℃之间，如果能将其湿态长期使用温度 提升至90℃以上，提高中温预浸料的湿热性能，则可以更好地满足直升机在设计上的 需求，保证直升机(装备)在湿热环境下的长期安全使用。

此外，近些年来，随着纤维增强树脂基复合材料在其他航空航天、国防等高科技 领域应用的延伸，由于使用条件苛刻，对材料的湿热性能提出了更为严格的要求，因 此开发一款适用于中温固化且湿热性能优良的预浸料的树脂组合物显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种树脂组合物及其预浸料和复合材料，使 用该树脂组合物制备的纤维预浸料适用于中温固化且具有优良的湿热性能，将该预 浸料经过中温固化得到的纤维增强复合材料具备优良的耐湿热性能。

一种树脂组合物,以重量份数计，包括如下组份：60～80重量份的A组分、5～ 15重量份的B组分、5～10重量份的C组分、以及5～15重量份的D组分；其中，

所述A组分包括5～10重量份的A1组分和50～75重量份的A2组分，所述 A1组分选自多官能团环氧树脂中一种或多种，所述A2组分选自多官能团环氧树 脂和酚醛环氧树脂中一种或多种；所述B组分为增韧剂体系，所述C组分为至少 一种双酚型环氧树脂，所述D组分为胺类固化剂及促进剂。

所述A1组分中的多官能团环氧树脂与所述A2组分中的多官能团环氧树脂可 以相同，也可以不同。

优选的技术方案中，所述的多官能团环氧树脂可选自：

(1)以下分子结构通式(Ⅰ)、(Ⅱ)所示的三官能团环氧树脂：

其中通式(Ⅰ)中R₁代表氢、卤原子、烷烃、烯烃、炔烃或芳香族化合物， 通式(Ⅱ)中R₂代表氢、卤原子、烷烃、烯烃、炔烃或芳香族化合物；或者，

(2)以下分子结构通式(Ⅲ)、(Ⅳ)、(Ⅴ)所示的四官能团环氧树脂：

其中，通式(Ⅲ)中R₃代表氢、卤原子、烷烃、烯烃、炔烃或芳香族化合物， 通式(Ⅳ)中R₄代表氢、卤原子、烷烃、烯烃、炔烃或芳香族化合物，通式(Ⅴ) 中R₅代表氢、卤原子、烷烃、烯烃、炔烃或芳香族化合物。

优选的技术方案中，所述的酚醛环氧树脂可选自如以下分子结构通式(Ⅵ)、 (Ⅶ)所示的酚醛环氧树脂：

其中，通式(Ⅵ)中m＝1-3，通式(Ⅶ)中n＝3-7。

优选的技术方案中，所述的双酚型环氧树脂可选自双酚A型环氧树脂、双酚F 型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂和间苯二酚型环氧树脂中的一种或多种。

优选的技术方案中，所述的增韧剂体系可为橡胶增韧剂，如液体端羰基或端胺 基丁腈橡胶、硅橡胶、液态聚硫橡胶等；所述的增韧剂体系也可为热塑性树脂增 韧剂，如聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚、改性聚芳醚 砜等。

优选的技术方案中，所述的胺类固化剂选自脂环族胺、脂肪族胺、改性脂环族 胺、改性脂肪族胺、三氟化硼-胺络合物和双氰胺等潜伏性固化剂中的一种或几种。 可根据固化剂选择合适的固化促进剂。优选的技术方案中，所述的固化促进剂选自 咪唑、咪唑衍生物、叔胺、叔胺盐、脲衍生物、芳基异氰酸酯和含磷化合物中的 一种或多种。