[发明专利]一种单组份快速固化环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及预浸料用树脂技术领域，具体涉及一种单组份快速固化环氧树脂及其制备方法，该单组份快速固化环氧树脂包括如下组分：双酚A型环氧树脂、环氧增韧剂、异氰酸酯改性环氧树脂、酚醛环氧树脂、潜伏型固化剂和固化促进剂；其在150℃持续4.5‑5.5min或100℃持续1.8‑2.2h即可完全固化，实现多维度固化，比传统的单组份固化体系更节省固化时间和减少能耗，比传统的双组份固化体系更适合于均匀涂布施工，节省共混时间，固化稳定性更好，同时保证良好的力学性能。

技术领域

本发明涉及预浸料用树脂技术领域，具体涉及一种单组份快速固化环氧树脂及其制备方法。

背景技术

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。

现有的环氧树脂大多采用双组份固化体系，虽然固化时间短、固化温度低，但是施工过程复杂且双组份混料过程容易发生固化而影响施工效果，且力学性能得不到保证；若采用单组份固化体系，其固化时间长、固化条件高，不利于生产效率和能源利用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种单组份快速固化环氧树脂，其在150℃持续4.5-5.5min或100℃持续1.8-2.2h即可完全固化，实现多维度固化，比传统的单组份固化体系更节省固化时间和减少能耗，比传统的双组份固化体系更适合于均匀涂布施工，节省共混时间，固化稳定性更好，同时保证良好的力学性能。

本发明的另一目的在于提供一种单组份快速固化环氧树脂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种单组份快速固化环氧树脂，包括如下重量份的组分：

本发明的单组份快速固化环氧树脂，以双酚A型环氧树脂为主体树脂，加入环氧增韧剂、异氰酸酯改性环氧树脂和酚醛环氧树脂，再加上特定的潜伏型固化剂和固化促进剂，其在150℃持续4.5-5.5min或100℃持续1.8-2.2h即可完全固化，实现多维度固化，比传统的单组份固化体系更节省固化时间和减少能耗，比传统的双组份固化体系更适合于均匀涂布施工，节省共混时间，固化稳定性更好，同时保证良好的力学性能。其中，环氧增韧剂和异氰酸酯改性环氧树脂协同作用，提高单组份快速固化环氧树脂的韧性，在异氰酸酯改性环氧树脂和酚醛环氧树脂的协同作用下，增大单组份快速固化环氧树脂的力学性能，提高单组份快速固化环氧树脂的耐候性。

优选的，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为1750-3300g/eq，所述双酚A型环氧树脂的重均分子量为2900-3800。

采用上述技术方案，控制双酚A型环氧树脂的环氧当量和重均分子量，从而控制其网络节点在合适范围，既能保证其在特定温度下以及特定的潜伏型固化剂和固化促进剂作用下顺利固化，且缩短固化时间，又能维持其力学性能的稳定。更优选的，所述双酚A型环氧树脂为jER 1007或jER 1009。

优选的，每份所述环氧增韧剂的制备方法包括如下步骤：按重量份向160-200份环氧氯丙烷中加入60-80份羟乙基化双酚A和20-30份有机溶剂，在45-55℃条件下搅拌1-2h，然后加入3-6份固体氢氧化钠反应3-5h，再加入6-10份固体氢氧化钠反应3-5h，经水洗、减压蒸馏，得到所述环氧增韧剂。

采用上述制备方法制得的环氧增韧剂，其与双酚A型环氧树脂和潜伏型固化剂能在特定固化条件下增加柔性网络，再加上其本身带有柔韧性高的羟乙基基团，降低单组份快速固化环氧树脂的内应力，从而提高其柔韧性，且对单组份快速固化环氧树脂良好的力学性能影响较低。其中，采用特定的有机溶剂，优化反应体系，使其能加入固体氢氧化钠促进环氧氯丙烷与羟乙基化双酚A反应。

优选的，所述有机溶剂由丙酮和六甲基磷酰三胺按重量比5-6：1混合而成。