一种环氧树脂组合物的制作方法

文档序号:26310965发布日期:2021-08-17 13:49阅读:58来源:国知局

本发明涉及一种复合材料及其制备方法,具体涉及一种环氧树脂组合物。



背景技术:

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性,可用多种含有活泼氢的化合物使其开环,固化交联生成网状结构,因此它是一种热固性树脂。其中双酚a型环氧树脂不仅产量最大,品种最全,而且新的改性品种仍在不断增加。

虽然全球的环氧树脂业已进入成熟期,全球环氧树脂行业复合增长率在4%-5%左右。但从国内市场看,2002-2013年国内环氧树脂表观消费量年复合增长率在10%以上,远高于全球环氧树脂行业的平均增长率。预计未来国内环氧树脂行业仍能稳定增长,一方面是全球产业转移使得电子、船舶等下游行业都转移到中国生产,拉动了对环氧树脂的需求;另一方面,国内企业生产产品的质量在不断提高,与国外企业相比逐渐具备比较优势。

但是由于环氧树脂固化后的交联密度较高,存在内应力大、质脆、耐冲击性能差等缺点,难以满足先进复合材料在高端领域的要求,其应用一直受到限制,因此对环氧树脂的复合改性及应用一直是广大科研工作者的研究热点。



技术实现要素:

本发明提供的环氧树脂复合材料及其制备方法,改变了传统复合材料的使用方法,并改善了最终固化产物的性能。

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,所述碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且所述具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

进一步的,所述的环氧树脂组分选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的一种或多种。

进一步的,所述的碳纤维组分选自聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维中的一种或多种,所述短切碳纤维长度为5-30mm。

进一步的,所述的具有核壳结构的组分,内核组分选自全硫化羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁吡橡胶中的一种或多种,且所述内核组分是具有粒径介于80-200nm的微粒。

进一步的,所述包覆材料选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低密度聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。

有益效果

本发明制备的环氧树脂复合材料,可以将固化剂和环氧树脂存放于一起,方便储存、运输和施工。

本发明制备的环氧树脂复合材料,韧性得到本质上的提高,对材料的使用性能有很大提升,同时可以实现固化速度的可控性,给材料的使用带来便利。

具体实施方式

实施例1

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

环氧树脂组分选自双酚a型环氧树脂。

碳纤维组分选自聚丙烯腈基碳纤维,碳纤维长度为5mm。

具有核壳结构的组分,内核组分选自全硫化羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶混合物,且内核组分是具有粒径80nm的微粒。

包覆材料选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇混合物。

实施例2

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

环氧树脂组分选自双酚f型环氧树脂。

碳纤维组分选自沥青基碳纤维,碳纤维长度为30mm。

具有核壳结构的组分,内核组分选自丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶混合物,且内核组分是具有粒径200nm的微粒。

包覆材料选自低密度聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物。

实施例3

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

环氧树脂组分选自脂肪族环氧树脂。

碳纤维组分选自粘胶基碳纤维,碳纤维长度为10mm。

具有核壳结构的组分,内核组分选自丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶的混合物,且内核组分是具有粒径100nm的微粒。

包覆材料选自聚甲基丙烯酸甲酯。

实施例4

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

环氧树脂组分选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂混合物。

碳纤维组分选自聚丙烯腈基碳纤维粘胶基碳纤维混合物,碳纤维长度为15mm。

具有核壳结构的组分,内核组分选自丙烯酸酯橡胶、丁吡橡胶混合物,且内核组分是具有粒径150nm的微粒。

包覆材料选自聚乙烯吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯中的混合物。

实施例5

一种环氧树脂组合物,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

环氧树脂组分选自双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂的混合物。

碳纤维组分选自聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维的混合物,短切碳纤维长度为25mm。

具有核壳结构的组分,内核组分选自全硫化羧基丁腈橡胶盒丁吡橡胶的混合物,且内核组分是具有粒径120nm的微粒。

包覆材料选自聚聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物。



技术特征:

1.一种环氧树脂组合物,其特征在于,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,所述碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且所述具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。

2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物,其特征在于,所述的环氧树脂组分选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、脂肪族环氧树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物,其特征在于,所述的碳纤维组分选自聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维中的一种或多种,所述碳纤维长度为5-30mm。

4.根据权利要求1所述的一种环氧树脂组合物,其特征在于,所述的具有核壳结构的组分,内核组分选自全硫化羧基丁腈橡胶、端羟基丁腈橡胶、丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁吡橡胶中的一种或多种,且所述内核组分是具有粒径介于80-200nm的微粒。

5.根据权利要求1任一项所述的一种环氧树脂组合物,其特征在于,所述包覆材料选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低密度聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。


技术总结
本发明涉及一种复合材料,具体涉及一种环氧树脂复合而成的材料,包含作为基体材料的环氧树脂组分,作为增强相的碳纤维组分和具有核壳结构的组分,其中,所述碳纤维组分和具有核壳结构的组分均匀分散于环氧树脂组分中,且所述具有核壳结构的组分中至少含有内核材料和包覆材料。可以实现固化速度的可控性,给材料的使用带来便利。

技术研发人员:石鹏杰;王家兵;韩雨桐;周颂阳
受保护的技术使用者:南京宜凯瑞新材料有限公司
技术研发日:2020.02.17
技术公布日:2021.08.17
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