[发明专利]一种耐低温环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐低温环氧树脂及其制备方法，所述耐低温环氧树脂由环氧树脂和改性胺类固化剂混合后固化得到；所述改性胺类固化剂由脂环型胺类固化剂和丙烯腈聚合得到。其制备方法为：1）制备改性胺类固化剂；2）制备耐低温环氧树脂：将环氧树脂与改性胺类固化剂按质量比100:40‑130混合均匀，然后固化得到耐低温环氧树脂。本发明提供的环氧树脂韧性好，且在超低温条件下模量的变化率非常低，在低温环境下依然具有良好的性能，能够作为碳纤维增强复合材料低温贮箱材料使用。

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种耐低温环氧树脂及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，需要耐低温材料的场合也越来越多。如常用的低温贮箱材料体系以碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)为主体材料。常用的树脂材料为环氧树脂等。复合材料整体的耐温性、韧性、耐腐蚀性等性能主要是由树脂基体所提供的，同时树脂体系与界面相的好坏也有非常直接的关系。树脂体系与纤维之间良好的结合在一起才能有良好的界面，同时，这还需要树脂体系要满足制备所需的良好工艺性。

目前的研究表明，碳纤维在低温条件下具有依然具有非常好的性能，但是环氧树脂在低温条件下性能会下降很多，单纯的环氧树脂不具备低温使用性。因此，开发耐低温材料首要解决的问题便是制备具有低温使用性的环氧树脂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种耐低温环氧树脂及其制备方法，该环氧树脂在低温环境-110℃～-50℃下具有良好的韧性以及模量保留率，能够作为碳纤维增强复合材料低温贮箱材料使用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种耐低温环氧树脂，所述耐低温环氧树脂由环氧树脂和改性胺类固化剂混合后固化得到；

所述改性胺类固化剂由脂环型胺类固化剂和丙烯腈聚合得到。

优选的是，所述环氧树脂为四缩水甘油胺环氧树脂AG-80。

按上述方案，所述改性胺类固化剂的制备方法为：在温度60-90℃条件下，边搅拌边将丙烯腈滴加到脂环型胺类固化剂中进行反应，丙烯腈与脂环型胺类固化剂摩尔比为1-2:1，滴加过程中控制反应体系温度不高于90℃，滴加完毕后，在60-90℃保温1-2h，再升高温度至120℃保温1-2h。

优选的是，所述脂环型胺类固化剂为4,4'-二氨基二环己基甲烷(PACM)。

按上述方案，所述环氧树脂与改性胺类固化剂质量比为100:40-130。

按上述方案，所述固化工艺条件为：在80～140℃下固化4h，然后升温至160～200℃固化2～4h。

本发明还提供上述耐低温环氧树脂的制备方法，其步骤如下：

1)制备改性胺类固化剂：在温度60-90℃条件下，边搅拌边将丙烯腈滴加到脂环型胺类固化剂中进行反应，丙烯腈与脂环型胺类固化剂摩尔比为1-2:1，滴加过程中控制反应体系温度不高于90℃，滴加完毕后，在60-90℃保温1-2h，再升高温度至120℃保温1-2h，得到改性胺类固化剂；

2)制备耐低温环氧树脂：将环氧树脂与步骤1)所得改性胺类固化剂按质量比100:40-130混合均匀，然后固化得到耐低温环氧树脂。

本发明还包括根据上述耐低温环氧树脂制备得到的纤维增强复合材料。优选的是，所述纤维为碳纤维。

本发明还包括上述耐低温环氧树脂在低温贮箱材料方面的应用。