[发明专利]用于制造纤维增强型复合材料的环氧树脂系统

说明书

一种双组分可固化环氧树脂系统，其具有含有两种或超过两种环氧树脂的独特组合的环氧组分，所述环氧树脂中的至少一种为环氧酚醛清漆类型树脂。由这种树脂系统制得的复合材料显示出高玻璃化转变温度。

技术领域

本发明涉及一种环氧基类组合物和一种用于制备纤维增强型复合材料的方法。

背景技术

增强型聚合复合材料具有优于金属零件(例如，车辆中的零件)的多个优点，包含更好的抗腐蚀性、生产具有复杂几何形状的零件的能力以及在某些情况下优异的强度重量比。结果，运输工业已经开始使用这种增强型聚合复合材料来代替金属结构元件，例如底架构件和其他结构支撑件。

有时将环氧树脂系统用作此类复合材料中的聚合物相。固化的环氧树脂通常是非常强硬和刚性的，并且很好地黏附至增强件。相较于大多数热塑性系统，环氧树脂系统的优点在于将分子量低和粘度低的前体用作起始材料。低粘度是一个重要属性，因为它使得树脂系统在这种纤维注入过程(例如树脂传递成型或湿压成型)期间易于在通常形成增强件的纤维之间渗透和浸湿。

然而，期望一种对热诱导的老化降解具有改善的抗性的树脂系统，和特别一种更好地保持其机械性能的系统。

发明内容

本发明是基于这样的发现：使用两个或更多个特定的环氧组分的系统在热老化之后和在水下老化(例如在80℃)之后的机械性能仅显示出小幅降低。

因此，根据一个实施例，本发明是可固化树脂系统，其包括i.具有两种或更多种环氧树脂的环氧树脂组分，其中两种或更多种树脂中的至少一种是亚烷基二苯胺的四缩水甘油醚并且两种或更多种树脂中的另一种选自：(a)双酚A的二缩水甘油醚，(b)酚醛清漆树脂，所述酚醛清漆树脂每分子的平均缩水甘油基在3至4范围内，(c)直链脂肪族二醇的二缩水甘油醚或(d)(a)至(c)中两种或更多种的组合，其限制条件为组分(b)的量低于环氧树脂组分的50重量％；和ii.硬化剂组分，其是具有两个或更多个胺基的环脂族化合物。优选地，系统还包含催化剂，最优选地为将其结合在较硬的组分中。

具体实施方式

1.环氧组分

在本发明中，环氧组分含有两种或更多种环氧树脂。

第一环氧树脂是亚烷基二苯胺的四缩水甘油醚。优选地，树脂是较低亚烷基(1-3个碳原子)的四缩水甘油醚，最优选地是亚甲基二苯胺。以环氧树脂的总重量计，这种第一环氧树脂的量优选为至少20重量％，且优选不超过95重量％，更优选不超过75重量％，再更优选不超过70重量％，且最优选不超过65重量％。

另外的环氧树脂选自：(a)双酚(优选双酚A或双酚F)的二缩水甘油醚，(b)酚醛清漆树脂，所述酚醛清漆树脂每分子的平均缩水甘油基在3至4范围内，(c)直链脂肪族二醇的二缩水甘油醚或(d)(a)至(c)中两种或更多种的组合。

当使用环氧树脂(a)时，以环氧树脂的总重量计，环氧树脂(a)优选以至少15重量％、更优选至少20重量％且不超过80重量％、优选不超过60重量％的量存在。

环氧树脂(b)是环氧酚醛清漆树脂。美国专利第2,829,124号教示了对类似的环氧酚醛清漆树脂的合成，从那时起，环氧酚醛清漆树脂在包含高玻璃化转变温度化合物的多种不同应用中得到了广泛的使用。通常可将可用于本发明的环氧酚醛清漆树脂描述为由亚甲基桥连的多酚化合物，其中一些或所有酚基经含有环氧基的基团封端，通常通过使酚基与表氯醇反应生成相应的缩水甘油醚。酚环可为未经取代的，或可为含有一或多个取代基，如果存在的话，其优选为具有至多六个碳原子的烷基，更优选为甲基。适用于本发明的环氧酚醛清漆树脂的环氧当量(以g/eq为单位)为至少约150，优选至少156，更优选至少170且不超过300，优选不超过225，且最优选不超过190。环氧酚醛清漆树脂可含有每分子平均例如2至4个，优选3至4个环氧基。适合的环氧酚醛清漆树脂为具有以下通式结构的环氧酚醛清漆树脂：