本发明涉及一种用于材料领域的环氧树脂组合物，具体讲涉及一种高模量环氧树脂组合物及其制备方法。
背景技术：
研究表明，纤维树脂基复合材料的压缩性能、弯曲性能及层间剪切性能主要是受树脂基体的模量控制。在树脂基体低模量状态下，复合材料承受压缩、弯曲、剪切应力时，树脂基体先达到屈服。提高树脂基体的模量可以有效提高纤维树脂基复合材料的综合性能，然而高模量的树脂组合物一般具有较高的粘度，往往造成其与复合材料的成型工艺适用性差。近年来，部分国内企业和研究机构着重开发高模量树脂基体，以提高复合材料的性能。例如，名称为“高强度和高模量的热固性树脂组合物”的公开号：CN102702482A(公开日期：2012年10月3日)的中国专利公开了一种包括A、B两组份，A组份原料为氰酸酯单体、双马来酰亚胺单体、双官能团环氧化合物和双噁唑啉化合物；B组份采用3官能度或4官能度缩水甘油胺环氧化合物，B组份用作交联剂，与其他组份发生固化反应，制备高模量树脂材料。但是该树脂组合物需要使用丙酮、丁酮、DMF等溶剂溶解配成胶液以浸渍纤维制备复合材料，使用不便，需考虑复合材料成型过程中溶剂的挥发问题。“高模量树脂基体及高抗压复合材料的研究”(西北工业大学，2001年)披露的高模量树脂配方中固化剂组份为固态，需要与环氧树脂在加热条件下搅拌混合，可操作性不够灵活。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无溶剂粘度较低的液态高模量环氧树脂组合物。本发明的另一目的是提供一种制备环氧树脂组合物的方法。本发明的目的是用以下技术方案实现的：本发明提供的高模量环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物包括按质量分数计的100份的环氧树脂组份和20-35份的固化剂组份：所述环氧树脂组份制备原料按以下质量份计：3官能度环氧树脂50-95份4官能度环氧树脂20-50份稀释剂5-40份所述固化剂组份制备原料按以下质量份计：芳香胺类化合物40-95份脂环胺类化合物5-15份咪唑类化合物0-10份本发明提供的所述环氧树脂组合物的第一优选技术方案中，环氧树脂为选自2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、三缩水甘油基对氨基苯酚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯的一种或几种。本发明提供的所述环氧树脂组合物的第二优选技术方案中，环氧树脂组份中各物质按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯25-50份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺30-50份、三缩水甘油基对氨基苯酚0-20份和四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯0-25份。本发明提供的所述环氧树脂组合物的第三优选技术方案中，固化剂为选自2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、二乙基甲苯二胺、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二己环甲烷、间苯二胺的一种或几种。本发明提供的所述环氧树脂组合物的第四优选技术方案中，固化剂组分中各物质按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯20-50份、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯0-40份、二氨基二苯甲烷0-20份、二氨基二苯砜0-30份、二乙基甲苯二胺30-45份、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二己环甲烷0-15份、间苯二胺0-10份。本发明所提供的制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：制备所述环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存；制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于65℃-125℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存；将制得的环氧树脂组份和固化剂组份混合得所述环氧树脂组合物。和最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：1)本发明提供的环氧树脂组合物体系不存在溶剂，能够避免在复合材料成型过程中的溶剂挥发问题。2)本发明提供的环氧树脂组合物中的树脂组份和固化剂组份在固化前均为液态，适用于多种复合材料成型工艺，固化后模量值超过现有一般环氧树脂的模量值(4.21GPa)。3)本发明提供的环氧树脂组份和固化剂组份在使用过程中可以直接混合使用，使用方便，可操作性强。具体实施方式实施例1制备环氧树脂组合物环氧树脂组份的原料按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯35份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺50份、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯15份。固化剂组份的原料按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯40份、二氨基二苯砜5份、二乙基甲苯二胺45份、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二己环甲烷10份。制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：1)制备环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。2)制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于120℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。3)制备环氧树脂组合物的方法包括：将1)制得的环氧树脂组份和2)制得的固化剂组份按100:30的比例均匀混合，得到高模量环氧树脂组合物产品。将环氧树脂组合物产品在150℃下1h，180℃下3h，接着在210℃下2h加热固化，测得树脂样条弯曲强度130.1MPa，弯曲模量5.1GPa。实施例2本发明的产品是将环氧树脂组份和固化剂组份混合而成。环氧树脂组份的原料按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯30份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺40份、三缩水甘油基对氨基苯酚15份、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯15份。固化剂组份的原料按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯45份、二氨基二苯甲烷15份、二乙基甲苯二胺40份。制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：1)制备环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。2)制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于70℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。3)制备环氧树脂组合物的方法包括：将1)制得的环氧树脂组份和2)制得的固化剂组份按100:28的比例均匀混合，得到高模量环氧树脂组合物产品。将环氧树脂组合物产品在140℃下1h，160℃下3h，接着在200℃下2h加热固化，测得树脂样条弯曲强度128.3MPa，弯曲模量4.9GPa。实施例3本发明的产品是将环氧树脂组份和固化剂组份混合而成。环氧树脂组份的原料按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯50份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺30份、三缩水甘油基对氨基苯酚20份。固化剂组份的原料按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯25份、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯25份、二氨基二苯砜10份、二乙基甲苯二胺40份。制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：1)制备环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。2)制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于100℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。3)制备环氧树脂组合物的方法包括：将1)制得的环氧树脂组份和2)制得的固化剂组份按100:24的比例均匀混合，得到高模量环氧树脂组合物产品。将环氧树脂组合物产品在150℃下1h，170℃下3h，接着在200℃下2h加热固化，测得树脂样条弯曲强度133.2MPa，弯曲模量4.7GPa。实施例4本发明的产品是将环氧树脂组份和固化剂组份混合而成。环氧树脂组份的原料按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯45份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺35份、三缩水甘油基对氨基苯酚5份、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯15份。固化剂组份的原料按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯25份、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯40份、二乙基甲苯二胺30份、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二己环甲烷5份。制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：1)制备环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。2)制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于90℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。3)制备环氧树脂组合物的方法包括：将1)制得的环氧树脂组份和2)制得的固化剂组份按100:26的比例均匀混合，得到高模量环氧树脂组合物产品。将环氧树脂组合物产品在155℃下1h，180℃下3h，接着在210℃下2h加热固化，测得树脂样条弯曲强度135.2MPa，弯曲模量4.8GPa。实施例5本发明的产品是将环氧树脂组份和固化剂组份混合而成。环氧树脂组份的原料按以下质量份计：2-环氧环己-4,5-二甲酸二缩水甘油酯25份、4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺40份、三缩水甘油基对氨基苯酚10份、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯25份。固化剂组份的原料按以下质量份计：2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯35份、二氨基二苯砜25份、二乙基甲苯二胺40份。制备环氧树脂组合物的方法，包括如下步骤：1)制备环氧树脂组份的步骤为：步骤1：将环氧树脂组份原料加入到混合设备中，搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。2)制备所述固化剂组份的步骤为：步骤1：将固化剂组份原料依次加入到混合设备中，氮气保护，于85℃温度下搅拌均匀；步骤2：抽真空消除混合料中的气泡；步骤3：将混合料装入产品容器，密封保存。3)制备环氧树脂组合物的方法包括：将1)制得的环氧树脂组份和2)制得的固化剂组份按100:31的比例均匀混合，得到高模量环氧树脂组合物产品。将环氧树脂组合物产品在155℃下1h，180℃下3h，接着在220℃下2h加热固化，测得树脂样条弯曲强度131.8MPa，弯曲模量5.0GPa。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。