一份式rtm成型用抗老化环氧树脂组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环氧树脂的加工和应用领域，具体涉及一种一份式RTM成型用环氧树 脂组合物。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是一类包含有许多类型的重要热固性树脂品种，由于它具有较好的耐热 性、力学性能及工艺性等优点，已经在许多领域得到广泛应用，目前是碳纤维复合材料最常 用的基体树脂之一。
[0003] 树脂传递模塑（RTM)是将树脂注入到密闭模具中浸润增强材料并固化的工艺方 法，具有生产效率高、产品质量好、力学性能强等特点。该工艺一般采用两组份式环氧树脂 体系，在使用时将两组分充分混合后再注入到密闭模具中。但由于两组分混合即开始缓慢 发生反应，有时还未充满整个模具就已基本固化，导致制品废品率较高。为了保证树脂体系 在充满整个模具前不发生反应，并且提高纤维增强复合材料的成品率，人们越来越需要树 脂和固化剂体系预混的一份式环氧树脂组合物，以满足工业化生产要求，获得良好的经济 效益。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一份式RTM成型用抗老化环氧树脂组合物，通过选择特定的 成分进行复配，并限定其用量，使组合物中各组分之间协同作用；将该组合物应用至树脂传 递模塑工艺，可以使固化的环氧树脂产品性能显著提高。
[0005] 具体而言，本发明提供了一种一份式RTM成型用抗老化环氧树脂组合物，所述组 合物包含如下重量份的成分：复配环氧树脂100份，微胶囊型固化剂90?150份，复配光稳 定剂0. 5?5份和稀释剂1?10份。
[0006] 所述复配环氧树脂为缩水甘油酯类环氧树脂和海因环氧树脂的组合，两者的质量 比为9:1?3:2。
[0007] 其中，所述缩水甘油酯类环氧树脂为二缩水甘油酯类环氧树脂，优选为邻苯二甲 酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸缩水甘油酯、4, 5-环氧环 己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯中的一种或几种，进一步优选为四氢邻苯二甲酸缩水甘油 酯、六氢邻苯二甲酸缩水甘油酯或4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯。
[0008] 所述海因环氧树脂为含有一个海因环的二缩水甘油胺型海因环氧树脂，化学结构 式如下：
[0009]
【主权项】
1. 一份式RTM成型用抗老化环氧树脂组合物，其特征在于，所述组合物包含如下重量 份的成分：复配环氧树脂100份，微胶囊型固化剂90?150份，复配光稳定剂0. 5?5份和 稀释剂1?10份； 所述微胶囊型固化剂由胶囊芯和胶囊壳以质量比1:2?3组成；其中，胶囊芯含有质量 百分比为80?95 %的复配固化剂和5?20 %的复配抗氧剂。
2. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复配环氧树脂由缩水甘油酯类环 氧树脂和海因环氧树脂以质量比9:1?3:2组合而成； 所述缩水甘油酯类环氧树脂为二缩水甘油酯类环氧树脂；优选为邻苯二甲酸二缩水甘 油酯、四氢邻苯二甲酸缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸缩水甘油酯、4, 5-环氧环己烷-1，2-二 甲酸二缩水甘油酯中的一种或几种； 所述海因环氧树脂为含有一个海因环的二缩水甘油胺型海因环氧树脂；优选为海因环 氧树脂MHR-070或海因环氧树脂MHR-154。
3. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复配固化剂由聚醚胺类固化剂和 酸酐固化剂以质量比9?1 :1组合而成； 所述聚醚胺类固化剂为25°C下粘度5?500mPa ? s的聚醚胺类固化剂中的一种或几 种；优选为聚醚胺D230、聚醚胺D400或聚醚胺D2000 ; 所述酸酐固化剂选自顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲 酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐中的一种或几种；优选为顺丁烯二酸 酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐或甲基四氢邻苯二甲酸酐。
4. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复配抗氧剂由酚类抗氧剂和亚磷 酸酯类抗氧剂以质量比9?1 :1组合而成； 所述酚类抗氧剂选自：酚类抗氧剂1035、1098、1192、1330、1425、1520、3114中的一种 或几种；优选为酚类抗氧剂1035、1330、1425、1520或3114 ; 所述亚磷酸酯类抗氧剂选自：亚磷酸酯类抗氧剂38、126、168、398、626、641、S-9228、 P-EPQ中的一种或几种；优选为亚磷酸酯类抗氧剂38、126、168、398或641。
5. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述胶囊壳为经加热可溶于环氧树脂 的热塑性树脂，选自聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二 醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙乙烯、聚甲醛及聚醚酰亚胺中的任意一种。
6. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述复配光稳定剂由受阻胺类光稳定 剂和紫外线吸收剂以质量比1:4?4:1组合而成； 所述受阻胺类光稳定剂选自：受阻胺类光稳定剂123、292、622、765、770、783、791、944 中的一种或几种；优选为受阻胺类光稳定剂123、622、770或791 ; 所述紫外线吸收剂选自：紫外线吸收剂UV81、UV234、UV327、UV328、UV571中的一种或 几种；优选为紫外线吸收剂UV81、UV234、UV327、UV328或UV571。
7. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述稀释剂为含有三个可参与固化反 应基团的稀释剂，选自三羟甲基三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三甲醇基丙烷 三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、甘油丙氧基三缩水甘油醚、蓖麻油三缩水甘油醚中的 一种或几种；优选为三羟甲基三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、甘油丙氧基三缩水甘油 醚或蓖麻油三缩水甘油醚。
8. 根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含如下重量份的成分： 由4, 5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯和海因环氧树脂MHR154以质量比 9:1?3:2组成的复配环氧树脂100份，微胶囊型固化剂90?150份，由受阻胺类光稳定 剂770和紫外线吸收剂UV571以质量比1:4?4:1组成的复配光稳定剂0. 5?5份，蓖麻 油三缩水甘油醚1?10份； 所述微胶囊型固化剂由胶囊芯和胶囊壳以质量比1:2?3组成；其中，胶囊芯由质量 百分比80?95 %的复配固化剂和5?20 %的复配抗氧剂组成；所述复配固化剂由聚醚 胺D2000和甲基四氢邻苯二甲酸酐以质量比9?1 :1组成，所述复配抗氧剂由酚类抗氧剂 1520和亚磷酸酯类抗氧剂398以质量比9?1 :1组成。
9. 一种成型环氧树脂，其特征在于，所述成型环氧树脂以权利要求1?8任意一项所述 组合物为原料制备而成。
10. 根据权利要求9所述的成型环氧树脂，其特征在于，所述成型环氧树脂以权利要求 1?8任意一项所述组合物为原料，由包括以下步骤的方法制备而成： (1) 用差示扫描量热法测试组合物的反应放热曲线，测得升温速率，通过外推法得到组 合物的凝胶温度、固化温度和固化后处理温度； (2) 将组合物搅拌均匀后，置于真空干燥箱内脱除气泡；注入到密闭模具中，按照以下 程序固化：在步骤（1)所得凝胶温度下固化1小时，在步骤（1)所得固化温度下固化2小 时，再在步骤（1)所得固化后处理温度下固化2小时，即得成型的环氧树脂。
【专利摘要】本发明涉及一种一份式RTM成型用抗老化环氧树脂组合物，所述组合物包含如下重量份的成分：复配环氧树脂100份，微胶囊型固化剂90～150份，复配光稳定剂0.5～5份和稀释剂1～10份；所述微胶囊型固化剂由胶囊芯和胶囊壳以质量比1:2～3组成，其中，胶囊芯含有质量百分比为80～95％的复配固化剂和5～20％的复配抗氧剂。本发明进一步保护以所述组合物为原料制备而成的成型环氧树脂。
【IPC分类】B29C35-02, C08L63-00, C08G59-58, C08K5-13, C08K5-524, C08K9-10
【公开号】CN104530648
【申请号】CN201410835539
【发明人】杨刚, 孟秀青, 王建军, 康建忠, 王伟红, 潘洋, 高磊
【申请人】中国蓝星（集团）股份有限公司, 蓝星(北京)化工机械有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月26日