[发明专利]一种环氧树脂固化剂组合物及其制备方法，一种环氧树脂组合物

说明书

本发明公开了一种环氧树脂固化剂组合物及其制备方法。所述的固化剂组合物包含2‑烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯低聚体，10‑30wt％，液态多元胺，70‑90wt％。本发明所制备的环氧树脂固化剂组合物与环氧树脂混合后可以制备环氧树脂组合物，其具有较低的黏度，且可以实现110‑120摄氏度3分钟内快速固化，固化物具有较高的韧性和耐热性。本发明所述环氧树脂组合物适合作为树脂传递模塑RTM，湿法模压WCM，灌注成型复合材料的树脂基体。

技术领域

本发明属于环氧树脂复合材料领域，具体的涉及一种环氧树脂固化剂组合物及其制备方法，其具有高韧性中温快速固化的特性，另外还涉及使用所述的环氧树脂固化剂组合物制备的环氧树脂组合物。

背景技术

近年来，世界多个国家和地区都制定了节能减排目标，我国也明确到2020年乘用车新车平均燃料消耗量达到5L/100km，节能减排的压力较大。在当前诸多节能减排路径中，汽车轻量化是最容易实现、潜力相对较大的方式，对于乘用汽油车，每降低100kg，最多可节油0.39L/100km。另一方面，对于新能源汽车来说，也需要通过汽车的轻量化来提升续航能力。碳纤维复合材料一直有着汽车轻量化杀手锏之美誉，碳纤维以仅有钢铁1/4的重量，却可实现足够的强度和耐久性，因此未来汽车轻量化结构件将成为复合材料的重要应用领域。

然而汽车行业的连续规模化生产线要求汽车供应商必须在1分钟之内，或者至少在几分钟之内就能生产出一个复合材料的部件，而不是像复合材料在其他大多数行业的应用那样，正常情况下需要几小时或几天才能成型出一个部件——这在目前是不现实的。显然，每几分钟一个部件的目标是一个技术瓶颈。环氧树脂紧跟快速HP-RTM的发展步伐，陶氏公司的VORAFORCE 5330树脂可以在30s-3min内快速固化成型(WO2015119881A1)。然而国内复合材料轻量化技术才刚刚起步，由于技术封锁，国内特别是对于复合材料RTM成型用快速固化环氧树脂体系的研究尚不成熟，也缺乏应用基础研究和相关树脂和固化剂产品牌号。通常在汽车复合材料部件成型中为了缩短成型时间，只提高固化速度是不够的，还要在较高温度下热脱模，因此对于树脂体系的韧性和玻璃化温度有较高要求。

专利CN101906206A采用1-(氨基烷基)咪唑与异氰酸酯的加合物作为环氧粘合剂的固化剂，可实现粘合剂系统的快速固化；然而1-(氨基烷基)咪唑1位的可与环氧基反应的活泼氢被烷胺基取代，另外该加合物为两官能度的1-(氨基烷基)咪唑封端异氰酸酯分子结构，因此该固化剂分子无法通过多余的活泼氢和多官能度结构进一步提高固化反应活性和交联密度。

针对上述问题，制备了一种高韧性中温快速固化环氧树脂组合物，在提高环氧树脂固化速度的同时，保证了环氧树脂的韧性和耐热性能，满足复合材料RTM，WCM，SRIM等液体成型工艺条件，易于操作，安全环保，适用于大规模工业化生产，具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂固化剂组合物及其制备方法，其具有高韧性中温快速固化且耐热的特点。

本发明的另一目的在于提供一种环氧树脂组合物，采用上述的固化剂组合物与环氧树脂混合制备，可以用于制备RTM等液体成型快速固化复合材料的树脂基体，尤其是可以用于汽车领域复合材料树脂传递模塑RTM，湿法模压WCM，灌注快速成型。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种环氧树脂固化剂组合物，包含2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯低聚体，10-30wt％，液态多元胺，70-90wt％；优选地，2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯低聚体为2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯二聚体或2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯三聚体，2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯二聚体由式A表示，2-烷胺基咪唑封端的二异氰酸酯三聚体由式B表示：

A：

B: