[发明专利]一种环氧泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧泡沫及其制备方法，涉及复合材料技术领域。本发明环氧泡沫包括环氧树脂、固化剂、异氰酸酯、有机锡化合物、水、气相二氧化硅、短切玻璃纤维；以100重量份的环氧树脂为基准，包括固化剂0.5‑10重量份、异氰酸酯250‑350重量份、水0.5‑3份、气相二氧化硅0‑10份、有机锡化合物0.25‑3.5重量份、短切玻璃纤维0‑75份。本发明提供的环氧泡沫具有良好的耐热性和高温力学性能，且本发明环氧泡沫生产原材料易得、成本低。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别是涉及一种环氧泡沫及一种环氧泡沫的制备方法。

背景技术

高性能泡沫芯材在航空航天等领域获得了广泛应用，主要用于产品的减重。目前获得应用的芯材品种主要由聚氨酯泡沫和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫。聚氨酯泡沫是比较早期用于航空航天领域的轻质芯材，具有良好的室温力学性能和低成本特点，但该类泡沫的耐温性较差，温度高于70℃后留力学性大幅度下降，温度高于130℃后基本丧失承载能力，在长期使用温度高于70℃的场合限制了其应用。PMI泡沫是目前广泛用于航空航天领域的的高性能泡沫芯材，其具有力学性能好，耐温性好，通过适当的后处理玻璃化转变温度可高达250℃，但PMI泡沫采用的是固体发泡的方式，使用过程中需先将其制备成板材，然后采用机械加工或者热成型的方式得到所需的形状，无法直接发泡成所需的形状，机械加工成本高，加上PMI泡沫原材料也很昂贵，高昂的原材料成本和使用成本限制了其应用领域的扩大，以及在低成本领域的推广。

因此，兼具良好力学性能、高耐热性能、具有良好发泡工艺性能和低成本特点的泡沫芯材，将具有良好的应用前景。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种发泡工艺性和成本与聚氨酯泡沫相当，耐热性能和高温力学性与PMI泡沫相当的环氧泡沫及其制备方法，该环氧泡沫克服了聚氨酯泡沫耐温性不够的缺点，以及PMI泡沫的高成本、无法直接发泡成型的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种环氧泡沫，包括环氧树脂、固化剂、异氰酸酯、有机锡化合物、水、气相二氧化硅、短切玻璃纤维；

其中，以100重量份的环氧树脂为基准，各原料的含量各自为：固化剂0.5-10重量份、异氰酸酯250-350重量份、水0.5-3份、气相二氧化硅0-10份、有机锡化合物0.25-3.5重量份、短切玻璃纤维0-75份。

进一步地，所述有机锡化合物与异氰酸酯的用量比为(0.1-1):100，所述短切玻璃纤维与异氰酸酯的用量比为(0-20):100，所述气相二氧化硅与环氧树脂的用量比为(0-10)：100。

进一步地，所述环氧树脂在室温下粘度为20000mPa.s以下，以确保其在发泡过程中易于与其它组分混合均匀。

进一步地，所述固化剂为含有活泼氢的有机物，其在室温下发可与环氧树脂和异氰酸酯发生反应。

进一步地，所述固化剂选自脂肪胺类化合物和咪唑类化合物中的一种或多种，固化剂用量越大，气泡时间越短，泡沫表干时间也越短；优选地，所述咪唑类化合物的重量份数为1-2重量份，脂肪胺类化合物的重量份数为3-8重量份。

进一步地，所述异氰酸酯为多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)和/或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)；优选地，异氰酸酯的重量份数为280～320重量份，多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)用量越大，泡沫的密度越大，耐热性也越好。

进一步地，所述有机锡化合物为双正丁基氧化锡、双正丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡的一种或者几种的混合物；有机锡化合物添加量越大，泡沫在低于180℃固化后的耐热性越好，优选地，所述有机锡化合物与异氰酸酯的用量比为(0.3-0.8):100。