可固化环氧组合物的制作方法_2

文档序号:9768841阅读:来源:国知局
W使用的催化剂的实例包括(但不限于)苯基二甲基脈(Omicure U405,CVC热固 性材料专业公司(CVC Thermoset Specialty) )、4,4'亚甲基双苯基二甲基脈(Omicure U415,CVC热固性材料专业公司)、环脂族二甲基脈(Omicure U35,CVC热固性材料专业公 司)、3,4二氯苯基二甲基脈(Diuron,CVC热固性材料专业公司)和4氯苯基二甲基脈 (Monuron,CVC热固性材料专业公司)。其它催化剂实例包括(但不限于)至少一种叔胺,包括 酪系取代酬;至少一种棚酸-胺复合物;至少一种Ξ氣化棚-胺复合物;至少一种咪挫或经取 代的咪挫;至少一种金属乙酷基丙酬酸盐);至少一种过渡金属(例如钻、儀、锋、铭、铁、铜) 盐;至少一种季锭或鱗盐;至少一种麟或经取代的麟化合物;或其组合。
[003引一般来说,催化剂W0.5到10地r(每百份环氧树脂的份数)范围且在另一个实施例 中到8phr范围存在于可固化组合物。 巧036] 初化剂
[0037]可固化组合物还可W含有初化剂。在一个实施例中,初化剂为核壳橡胶。
[0038] 核壳橡胶是包含橡胶粒子核屯、、任选地中间层W及外壳层的聚合物,所述橡胶粒 子核屯、由包含弹性或橡胶聚合物作为主要成分的聚合物形成,所述中间层由具有两个或更 多个双键的单体形成并且包覆在核屯、层上,所述外壳层由在所述核屯、上接枝聚合的聚合物 形成。外壳层通过将单体接枝聚合到核屯、上而部分或完全地覆盖橡胶粒子核屯、的表面。
[0039] -般来说,橡胶粒子核屯、由丙締酸或甲基丙締酸醋单体或二締(共辆二締)单体或 乙締基单体或硅氧烷型单体W及其组合构成。
[0040] 外壳层提供了与调配物的相容性,并且具有有限的溶胀性W便核壳橡胶粒子在本 发明的树脂或硬化剂中混合与分散。在一个实施例中,外壳不具有对本发明的环氧树脂或 硬化剂具反应性的基团。然而在另一实施例中,外壳可能具有对环氧树脂或硬化剂具反应 性的基团,例如环氧基或簇酸基。
[0041 ] 核壳橡胶可W选自市售产品;举例来说,Paraloid EXL 2650A、EXL 2655、 E)(L269ΙΑ,各可从陶氏化学公司购得;或来自钟化公司化aneka Coloration)的Kane Ace? MX 系列,例如 MX 120、MX 125、MX 130、MX 136、MX 551;或可购自 Ξ 菱丽阳(Mitsubishi Rayon)的METABLEN SX-006。 巧042] 聚合物添加剂
[0043] 聚合物添加剂也可W存在于可固化组合物中。适合聚合物添加剂的实例包括(但 不限于)聚乙締缩甲醒(例如来自智索公司(Chisso Ccxrp.)的Vinylec K和Vinylec L)、聚 甲基丙締酸甲醋(例如来自戴安娜美国公司(Dianal America Inc.)的Dianal BR-73和服-80)、聚酸讽(例如来自住友化学有限公司(Sumitomo Qiemical Co丄td.)的Sundka Excel 3600P和5003P)、聚讽(例如来自己斯夫(BASF)的叫trason S2010)、聚酷亚胺(例如来自沙 伯基础创新塑料公司(Sabic Innovative Plastics)的Extern Resin VH1003)和聚酸酷亚 胺(例如来自沙伯基础创新塑料公司的Ultem 1010和化TEM 1040)。
[0044] 本发明的可固化或可热固组合物可W任选地含有一种或多种适用于其预期用途 的其它添加剂。举例来说,适用于本发明组合物的任选添加剂可W包括(但不限于)反应性 或非反应性稀释剂、稳定剂、表面活性剂、流动改性剂、颜料或染料、去光剂、脱气剂、阻燃剂 (例如无机阻燃剂、面化阻燃剂W及非面化阻燃剂,例如含憐材料)、固化引发剂、固化抑制 剂、润湿剂、着色剂或颜料、热塑性塑料、加工助剂、UV阻断化合物、巧光化合物、UV稳定剂、 惰性填充剂、纤维强化物、抗氧化剂、包括热塑性粒子的抗冲击改性剂W及其混合物。上述 清单打算是示例性的并且非限制性的。用于本发明调配物的优选添加剂可W由本领域的技 术人员最佳化。
[0045] 可固化组合物可W通过本领域的技术人员已知的任何适合方法,例如蒸馈或溶剂 萃取来制备。接着可固化组合物可W与硬化剂、另一环氧树脂和任何上述其它组分混合W 形成任何组合或次组合的可固化组合物。 巧046] 最终用途应用
[0047]可固化组合物可W用于制备热烙预浸料,其中纤维用不含溶剂的未固化或微固化 的环氧调配物浸溃。一种典型的制造程序设及(1)膜制造和(2)膜浸溃。在膜制造中,环氧树 脂在高溫(例如50-150°C)下与添加剂、催化剂、硬化剂混合,并构造成特定膜格式。调配物 主要处于具有有限固化水平(如果存在)的预聚物状态,并且膜由纸/聚乙締脱模薄片保护。 在膜浸溃中,编织或单向织物在加热下用环氧膜浸溃W形成预浸料。在固化前,预浸料有点 类似于经保护性薄片覆盖的那些胶带。一旦去除保护性薄片,那么多层或叠层的预浸料就 堆叠到模具中,或堆叠到屯、轴上W形成复合材料物品的所需形状。接着预浸料材料在真空 和/或压力下进行热固化处理W固结层板。虽然较高固化溫度通常产生快速固化反应动力, 但可能需要额外模具冷却时间,此能够使固结的层板恢复足够硬度W从热模具去除。
[0048] 在各种实施例中,由可固化组合物制备的预浸料具有等于或大于当预浸料固化少 于两小时时的最终固化溫度的玻璃态转变溫度(Tg)。在各种实施例中,固化条件包括80°C 至|J200°C范围内的固化溫度。在各种实施例中,Tg在115°C到215°C范围内。
[0049] 粘性为一旦直接接触,那么允许粘着到另一表面的半永久性粘着剂的特性。关于 粘性,在25°C、Irad/s下所需复合剪切模量(G*)在约0.3M化到0.03M化范围内。当G*大于 0.3MPa时,未固化的环氧组合物可能缺乏足够附接到粘着剂的润湿能力。当G*小于0.03MPa 时,未固化的环氧组合物可能缺乏足够保持预浸料在垂直粘着剂上的抗剪切性。
[0050] 在一个实施例中,预浸料如下制造:用微粘性的无溶剂的环氧调配物预浸的碳纤 维织物薄片W滚筒形式供应。经娃酬处理的纸和/或聚乙締保护性薄片夹在滚筒上的各层 之间,W防止预浸体在存储期间粘住自身且有助于在制造过程期间处置。
[0051] 热烙(无溶剂)预浸料制造的可接受的浸溃溫度范围为约60°C到约80°C,其比图1 中所示的放热固化反应的起始溫度低至少20°C。此类浸溃溫度范围应该减少复合材料制造 之前不希望的环氧化物胶凝。在W上提及的溫度范围下所推荐的加工粘度水平为约10到约 3Pa*s,使得纤维仍然能够用环氧组合物浸溃,纤维润湿优良,即使是存在任选的固体和粘 性填充剂,而不会滴落树脂。
[0052] 用于可W用热烙预浸料制备的复合材料物品的用途的实例包括(但不限于)体育 用品、飞行器和汽车。
[0053] 奎圏
[0054] 使用W下原材料:
[0055] 实验EPN-化-EPN),平均每分子具有4.0个到5.0个范围内的环氧基(W上式I中n = 2.0到3.0)的高官能环氧酪系酪醒清漆,其中W每分子2.0个环氧基(两官能)计,少于5重 量%
[0056] D.E.N.? 438-r'DEN 43沪),平均每分子具有3.6个环氧基的EPN,可从陶氏化学公 司购得。
[0057] D.E.N.? 431-r'DEN 43Γ),每分子平均具有2.8个环氧基的EPN,可从陶氏化学公 司购得。
[005引 D.E.R.? 662("D邸662"),可从陶氏化学公司购得的固体环氧树脂。
[0059] D.E.R.? 383-("D邸383"),可从陶氏化学公司购得的双酪A液体环氧树脂。
[0060] Epon SU-8-("eBPAN"),环氧双酪A酪醒清漆,一种多官能环氧树脂,可从迈图 (Momentive)购得。
[0061] CG-1200-r'DICr ),二
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