[发明专利]用于固化环氧树脂组合物的共混物

说明书

本发明提供可固化组合物，其包含环氧树脂和包含至少两种胺的共混物的固化组分。所述可固化组合物可以与增强纤维组合，和可以固化形成可用于多种用途如风力涡轮机叶片的复合制品。

技术领域

本发明大体涉及包含环氧树脂和固化组分的可固化组合物，所述固化组分包含聚醚胺、选自咪唑和/或叔胺的促进剂和任选的第二胺，和本发明涉及应用所述可固化组合物生产纤维增强复合制品，包括但不限于风力涡轮机叶片。

背景技术

为了将环氧树脂转化为有用的产品，它们必须应用固化剂通过化学反应“固化”或交联为三维难熔网络。固化剂通过与环氧树脂中的环氧化物基团或羟基基团反应或引起反应而起作用。通常，这通过两种可能路径进行：i)环氧化物基团自身反应(均聚)；或ii)环氧基和/或羟基官能团与反应性中间体或固化剂反应。

在环氧树脂结构应用中通常采用三类主要的化学固化剂，包括胺、酸酐和路易斯酸。胺可以进一步分为脂族、环脂族和芳族胺。所有胺以及酸酐通过亲核加成至环氧化物终端碳原子上而与环氧环反应，分别得到对应的β-羟胺或β-羟酯。路易斯酸通过环氧化物的均聚固化环氧树脂。

因为脂族胺比环脂族和芳族胺更具亲核性，在室温下它们更快地与环氧树脂反应。因此，它们提供相对短的加工寿命(液态环氧树脂约30分钟)。环脂族胺比直链脂族胺更受阻，反应更慢和因此固化需要温和加热。最后，芳族胺在室温下反应迟缓导致较长的加工寿命，和因此在高温下固化时应用。

相比之下，酸酐提供更长的加工寿命，但它们需要仔细贮存，从而防止由于水分吸收而降解。它们也需要应用热量和少量促进剂从而引发完全固化。

最后，当少量添加时，路易斯酸和特别是三氟化硼用作阳离子均聚环氧基分子为聚醚的催化剂。但由于三氟化硼造成环氧树脂非常迅速和强放热聚合，当不是很少量树脂发生固化时，必须使用阻聚技术停止室温反应。

改进环氧树脂固化领域的大多数工作均包括应用一种或多种胺作为固化剂，例如：

US 7,816,581描述了应用至少两种聚醚胺来固化环氧树脂；

US 8,741,426描述了聚醚胺、具有至少2个官能团的第二胺和胍衍生物的共混物及其在固化环氧树脂中的用途；

美国专利申请公开No.2011/0319564公开了通式R1R2R3N的胺(其中R1和R2独立地为脂族或脂环族有机官能基团和R3为具有2-18个碳原子骨架的烷基)和聚醚胺的混合物，和这种混合物固化环氧树脂的用途；

美国专利申请公开No.2012/0328811公开了含大量环脂族胺和少量聚醚胺的第一固化组分和含咪唑的第二固化组分的用途；和

美国专利申请公开No.2013/0225788描述了含至少一种脂族或环脂族胺、芳族胺和咪唑的固化剂混合物，和该固化剂混合物能够在等于或低于120℃下固化环氧树脂。

尽管存在现有技术的胺固化剂，但仍需要开发新的多用途固化剂，当其与环氧树脂混合形成可固化组合物时，不会造成可固化组合物的粘度猛增以至于无法保持足够的流动性，也不会负面影响循环时间(处理和固化)。

发明内容

本发明提供可固化组合物，包含：(i)环氧树脂；和(ii)包含聚醚胺、选自咪唑、叔胺和它们的组合的促进剂和任选的第二胺的固化组分。

在一个方面，所述可固化组合物基本不含环状碳酸酯、胍及其衍生物和芳族胺。

在另一个方面，提供通过混合所述环氧树脂和固化组分制备可固化组合物的方法。

在又一个方面，提供生产复合制品的方法，包括如下步骤：(i)提供增强纤维的层或束；(ii)提供可固化组合物；(iii)使所述增强纤维与可固化组合物接触以涂覆和/或浸渍增强纤维；和(iv)在至少约60℃的温度下固化所涂覆和/或浸渍的增强纤维。