一种易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系及其制备方法与流程

文档序号:28866322发布日期:2022-02-12 09:20阅读:126来源:国知局
85、afg-90h、yh-300或yh-325。
8.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,其特征在于:所述活性稀释剂包括690,622,cmp410,c203,207中的一种或几种混合物;所述增韧剂包括活性端基的聚醚砜(pes)、聚醚醚酮(peek)和苯环封端聚醚酰亚胺。
9.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,其特征在于:所述增韧剂粉末粒度应不高于160μm。
10.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,其特征在于:所述混合胺类固化剂还包括3,3-二氨基二苯砜、4,4-二氨基二苯砜、4,4-二氨基二苯甲烷、3,3
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二氯-4,4-二氨基二苯甲烷或二甲硫基甲苯二胺中的一种;其中,4,4-二氨基二苯甲烷和间苯二胺在混合胺类固化剂中的质量含量不低于60% 。
11.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系的制备方法,其步骤如下:1) 称量50~80质量份的多官能度环氧树脂;2) 称量3~10质量份的增韧剂,与多官能度环氧树脂混合并搅拌均匀;加热至150℃~170℃,继续搅拌,至溶液呈现均一颜色;然后将树脂混合液冷却至120℃;3) 称量10~50质量份的活性稀释剂加入至步骤2)树脂混合液中,边加热边搅拌,均匀后冷却至室温;4) 制备胺类混合固化剂,包括质量比为0.25~4的4,4-二氨基二苯甲烷和间苯二胺,混合均匀并加热至不低于4,4-二氨基二苯甲烷的熔点温度,搅拌至混合均匀;将固化剂混合液降温至不高于40℃,再加热至不低于各组成最高熔点温度;重复升降温操作不少于3次;降温至室温,制成混合胺类固化剂;5)称量20~35质量份步骤4)制备的混合胺类固化剂,加热至其熔点温度以上不少于10℃,与步骤3)制备的环氧树脂混合液均匀混合,即得到易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系。
12.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系的制备方法,其特征在于:所述多官能度环氧树脂为三官能度环氧树脂,或由质量比为19~3的三官能度环氧树脂和四官能度环氧树脂组成的混合物。
13.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系的制备方法,其特征在于:所述混合胺类固化剂还包括3,3-二氨基二苯砜、4,4-二氨基二苯砜、4,4-二氨基二苯甲烷、3,3
’‑
二氯-4,4-二氨基二苯甲烷或二甲硫基甲苯二胺中的一种;其中,4,4-二氨基二苯甲烷和间苯二胺在混合胺类固化剂中的质量含量不低于60%。
14.本发明涉及的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,是由多官能度环氧树脂、活性稀释剂、增韧剂、混合胺类固化剂,在一定条件下、按一定比例混合制成,具有高强高模、高延伸率、低粘度,可有效解决纳米材料在高性能环氧树脂体系由于粘度大导致不易分散的问题,另外,本发明的制备方法有操作方便、可重复性好等优点。
具体实施方式
15.下面结合实施例对本发明作进一步的描述,然而本发明技术方案却不局限于以下所列举的具体实施方式。本领域的技术人员根据上述发明的内容做出一些非本质的改变和
调整,均属于本发明的保护范围。
16.实施例一称量1000g三官能度环氧树脂tde-85,加热至80℃。称量250g四官能度环氧树脂ag-80,加热至80℃ 。将上述两种环氧树脂混合,搅拌至外观颜色均一,冷却至室温。
17.称量75g粒度为160μm的增韧剂5003p,倒入上述树脂混合液中混合,边搅拌边加热至150℃,在该温度下继续搅拌混合液,至溶液呈现均一颜色,然后将树脂混合液冷却至120℃。
18.维持树脂混合液的温度在120℃,称量250g活性稀释剂690,边搅拌边分两批加入至树脂混合液中,直至搅拌至颜色均一后冷却至室温;备用。
19.称量4,4-二氨基二苯甲烷、间苯二胺各150g混合,边搅拌边加热至超过4,4-二氨基二苯甲烷熔点温度5℃,继续搅拌至混合液均匀;降温至40℃,加入200g液态二甲硫基甲苯二胺,搅拌混合;将上述固化剂混合液先降温至35℃,再加热至60℃;如此降温加热反复3次,最后降温至室温,制成固化剂。该固化剂使用dsc测量,测得其熔点为49.6℃。
20.将上述固化剂加热至60℃,与上述环氧树脂混合液均匀混合,即得到所述易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系。
21.本实施例制备的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,室温粘度为1960mpa.s,凝胶时间不小于8小时。其制备的树脂浇注体拉伸强度为92mpa,模量为4.2gpa,延伸率为4.7%,将上述树脂体系与多壁碳纳米管混合,所得混合胶液稳定,分散性好。
22.实施例二与实施例一的区别之处在于:称量900g三官能度环氧树脂tde-85,加热至80℃。称量300g四官能度环氧树脂ag-80,加热至80℃ 。将上述两种环氧树脂混合,搅拌至外观颜色均一,冷却至室温。
23.称量的二氨基二苯甲烷为75g,间苯二胺为225g混合,制备的固化剂熔点为45.6℃。
24.将上述固化剂加热至55.6℃,与上述环氧树脂混合液均匀混合,即得到所述易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系。
25.本实施例制备的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,室温粘度为1960mpa.s,凝胶时间不小于8小时。其制备的树脂浇注体拉伸强度为92mpa,模量为4.2gpa,延伸率为4.7%,将上述树脂体系与多壁碳纳米管混合,所得混合胶液稳定,分散性好。
26.实施例三称量800g三官能度环氧树脂tde-85,加热至80℃。称量40g 环氧树脂ag-80h,加热至80℃ 。将上述两种环氧树脂混合,搅拌至外观颜色均一,冷却至室温。
27.称量105g粒度为160μm增韧剂5003p,倒入上述树脂混合液中混合,边搅拌边加热至150℃,在该温度下继续搅拌混合液,至溶液呈现均一颜色,然后将树脂混合液冷却至120℃。
28.维持树脂混合液的温度在120℃,称量525g的活性稀释剂622,边搅拌边分三批加入至树脂混合液中,直至搅拌至颜色均一后冷却至室温;备用。
29.称量4,4-二氨基二苯甲烷294g,间苯二胺73.5g,边搅拌边加热至4,4-二氨基二苯甲烷294g的熔点温度,继续搅拌至混合均匀;先降温至38℃,再加热至80℃;如此降温加热
反复10次,最后降温至室温,制成固化剂。该固化剂使用dsc测量,测得其熔点为37℃。
30.将上述固化剂加热至42℃,与上述环氧树脂混合液均匀混合,即得到所述易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系。
31.本实施例制备的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,室温粘度为1080mpa.s,制备的树脂浇注体拉伸强度为107mpa,模量为4.1gpa,延伸率为5.3%,将上述树脂体系与多壁碳纳米管使用三辊研磨机混合,所得混合胶液稳定,分散性好。
32.实施例四称量1000g三官能度环氧树脂tde-85,加热至80℃。称量250g四官能度环氧树脂ag-80,加热至80℃ 。将上述两种环氧树脂混合,搅拌至外观颜色均一,冷却至室温。
33.称量75g粒度为160μm的增韧剂5003p,倒入上述树脂混合液中混合,边搅拌边加热至150℃,在该温度下继续搅拌混合液,至溶液呈现均一颜色,然后将树脂混合液冷却至120℃。
34.维持树脂混合液的温度在120℃,称量250g活性稀释剂690,边搅拌边分两批加入至树脂混合液中,直至搅拌至颜色均一后冷却至室温;备用。
35.称量4,4-二氨基二苯甲烷、间苯二胺各150g混合,边搅拌边加热至超过4,4-二氨基二苯甲烷熔点温度5℃,继续搅拌至混合液均匀;降温至40℃,加入200g 固态4,4-二氨基二苯砜,搅拌混合;将上述固化剂混合液先升温再加热至175℃至4,4-二氨基二苯砜全部溶解,然后降温至45℃;如此降温加热反复3次,最后降温至室温,制成固化剂。该固化剂使用dsc测量,测得其熔点为115.6℃。
36.将上述固化剂加热至130℃,与上述环氧树脂混合液均匀混合,即得到所述易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系。
37.本实施例制备的易于分散纳米材料的低粘度高性能环氧树脂体系,室温粘度为3280mpa.s,凝胶时间不小于8小时。其制备的树脂浇注体拉伸强度为92mpa,模量为4.2gpa,延伸率为4.7%,将上述树脂体系与多壁碳纳米管混合,所得混合胶液稳定,分散性好。
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