[发明专利]环氧树脂组合物及其制备方法和由其制得的纤维预浸料

说明书

本发明提供了一种环氧树脂组合物及其制备方法和由其制得的纤维预浸料。该环氧树脂组合物包括：至少一种环氧树脂；至少一种硬化剂，所述硬化剂是含酚式羟基官能团的化合物；至少一种催化剂；特别地，还包括至少一种增韧剂，所述增韧剂为聚醚胺和海因型环氧树脂的反应产物。本发明的环氧树脂组合物适用于热熔法预浸料，并具有韧性好、快速成型和长期的储存稳定性的特点。

技术领域

本发明涉及纤维增强复合材料领域，尤其涉及一种环氧树脂组合物及其制备方法和由其制得的纤维预浸料。

背景技术

随着世界能源危机和环保问题日益突出，新能源电动汽车也成为低碳经济的重要组成部分。动力电池作为新能源电动汽车的“心脏”，较高的续航里程是其重要考量的指标之一。电池盒作为电池总成的承载和保护装置，大多采用钢材和铝或铝合金制成，导致其质量大，大大增加了电池盒总成及汽车的自重，致使汽车行驶过程中能耗增加，影响了续航里程。

为了减轻新能源电动汽车的电池盒的重量，采用轻质高强的纤维增强复合材料代替传统的金属材料已成新能源电动汽车电池盒发展的必然趋势。环氧树脂作为纤维增强复合材料的基体材料，具有非常优异的综合性能，被广泛用于纤维增强预浸料的制备。传统的预浸料所用的环氧树脂组合物，较长的固化周期，储存稳定性差的缺点，无法满足新能源电动汽车电池盒的成型效率及质量稳定性。并且，传统的环氧树脂组合物冲击强度较低，造成其韧性不足，影响环氧树脂组合物的高低温开裂性能。因此，需要一种制备纤维预浸料的环氧树脂组合物，适用于热熔法预浸料，并具有阻燃、快速成型、和长期的储存稳定性的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂组合物，适用于热熔法预浸料，并具有韧性好、快速成型和储存期长且储存稳定的特点。

本发明提供了一种环氧树脂组合物，包括：至少一种环氧树脂；至少一种硬化剂，所述硬化剂是含酚式羟基官能团的化合物；至少一种催化剂；特别地，还包括至少一种增韧剂，所述增韧剂为聚醚胺和海因型环氧树脂的反应产物；所述环氧树脂组合物还包括至少一种阻燃剂，所述阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺盐、环氧树脂包覆型聚磷酸铵中的一种或多种；所述增韧剂是由三官能度的分子量2000-10000的聚醚胺与环氧当量100-190g/eq的海因型环氧树脂在100-150℃下反应2-4h制成，其中所述聚醚胺中的氨基与所述海因型环氧树脂中的环氧基的摩尔比为1:4～7；所述环氧树脂组合物包括如下质量百分比的组分：15％-60％的环氧树脂，15％-40％的硬化剂，0.5-5％的催化剂，10-25％的阻燃剂，5-20％的增韧剂；其中所述环氧树脂中的环氧基与所述硬化剂中的羟基的摩尔比为1:1～1.1。

可选地，所述环氧树脂中的环氧基与所述硬化剂中的羟基的摩尔比为1:1.05。

可选地，所述环氧树脂包括如下质量百分比的组分：10％-40％的双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，5％-20％的酚醛环氧树脂。

可选地，所述双酚A型缩水甘油醚环氧树脂为环氧当量为160-280g/eq的双酚A型缩水甘油醚环氧树脂中的一种或多种；

所述的酚醛环氧树脂为环氧当量160-200g/eq的线性酚醛环氧树脂、环氧当量160-200g/eq的邻甲酚酚醛环氧树脂中的一种或多种。

可选地，所述硬化剂为线性苯酚甲醛树脂、线性双酚A甲醛树脂、线性邻甲酚甲醛树脂中的一种或多种，其中所述线性苯酚甲醛树脂、线性双酚A甲醛树脂和线性邻甲酚甲醛树脂的羟基当量均为100-150g/eq。

可选地，所述催化剂为咪唑类化合物、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、季磷盐类化合物中的一种或多种。

另一方面，本发明还提供一种所述的氧树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

将环氧树脂与增韧剂加入到反应釜中，加热并控制反应釜的温度在80℃～100℃，在100rpm-300rpm下混合搅拌10-20分钟；