[发明专利]可固化组合物

说明书

本发明提供可固化组合物，该可固化组合物包含环氧树脂、9,9‑双(氨基苯基)芴或其衍生物、和芯壳颗粒，该芯壳颗粒各自包括弹性体芯和涂覆在该弹性体芯上的聚合物外壳层。该芯壳颗粒可至少部分地彼此聚集，包括位于芯层和外科层之间的聚合物中间层，和/或具有多峰粒径分布。该可固化组合物还可任选地包括分散在该可固化组合物中的无机亚微米颗粒，该无机亚微米颗粒具有使该无机亚微米颗粒与该环氧树脂相容的表面键合的有机基团。

技术领域

本发明提供了可固化组合物。所提供的可固化组合物包括适用于纤维复合材料和其他航空航天应用的那些。

背景技术

某些工业和商业应用需要在极端环境中提供稳健机械性能的可固化树脂。此类应用的示例包括粘合剂、涂层、底胶组合物和基质材料。本领域已知的可固化树脂一般衍生自酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和环氧树脂。由于是可固化的，这些树脂可在固化或以其他方式硬化之前被涂布、模塑或以其他方式成形，用于结构性应用的最终用途。

一些特别具有挑战性的结构性应用驻留在用于高性能复合材料的基质材料领域中。由于它们的重量-强度比率高，复合材料在一般航空和航空航天应用中变得越来越普遍。常见用途为在初级结构和次级结构以及内部复合应用中，包括短舱、翼片、地板、储物仓、以及门窗内部。

某些应用需要轻质、坚韧的树脂，并且可耐受在高空遇到的极端的热和压力波动。例如，风扇容纳箱需要极大的韧性，以防止杂散扇叶片段逸出发动机并且潜在地损坏航空器的机身。为了符合适航规格，此类材料通常也需要是耐火的。

配制可固化树脂以获得用于这些应用的必要韧性仍然是一个重大的技术挑战。提高韧性的一个途径使用专用的芴胺固化剂，其增加玻璃化转变温度，同时避免高水平的交联。芴固化剂能够使基质树脂能够显示高湿热服役温度和高抗冲击性。

发明内容

芴胺固化剂趋于导致使用这些固化剂的树脂体系的低熔体粘度。树脂在固化期间流动的趋势可用于树脂转移模塑工艺中，所述工艺可用于制造碳纤维复合材料。这些树脂体系可表现出高抗冲击性，尤其是在添加嵌入的粒状橡胶增韧剂的情况下。

尽管具有这些优点，但这些可固化树脂的服役温度在某些高温应用(诸如喷气发动机中的部件)中可能是限制性的。在一些情况下，虽然仍可使用这些树脂，但可能需要绝缘来保护这些树脂制成的构件。该问题可通过使用其中环氧树脂与基于9,9-双(氨基苯基)芴的固化剂和协同颗粒增韧剂混合的可固化树脂克服。可用的粒状增韧剂包括例如芯壳颗粒，该颗粒具有弹性体芯、具有两个或更多个双键的中间层、和壳层，芯壳颗粒的每个组分化学键合到其相邻组分。

有利的是，发现这些芯壳颗粒的最大负载通过存在基于9,9-双(氨基苯基)芴固化剂而得到增强，从而得到改善的断裂韧度。作为进一步的选择，可将无机亚微米颗粒分散在环氧树脂中以进一步增强由此衍生的复合材料的强度。

在一方面，提供一种可固化组合物。该可固化组合物包含：环氧树脂、9,9-双(氨基苯基)芴或其衍生物、和芯壳颗粒，该芯壳颗粒各自包括弹性体芯和涂覆在所述弹性体芯上的聚合物外壳层；其中所述芯壳颗粒至少部分地彼此聚集。

在第二方面，提供一种可固化组合物，该组合物包含：环氧树脂、9,9-双(氨基苯基)芴或其衍生物、和芯壳颗粒，该芯壳颗粒各自包括弹性体芯和设置在所述弹性体芯上的聚合物外壳层；其中所述芯壳颗粒具有多峰粒径分布。

在第三方面，提供一种可固化组合物，该组合物包含：环氧树脂、9,9-双(氨基苯基)芴或其衍生物、和芯壳颗粒，该芯壳颗粒各自包括：弹性体芯、设置在弹性体芯上的聚合物中间层，以及设置在所述聚合物中间层上的聚合物外壳层，所述聚合物外壳层具有比聚合物中间层的不饱和度大的不饱和度。