專利名稱：一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度環(huán)氧樹脂體系及其制備使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂體系，特別是涉及一種凝膠時間較長、具有較好力學性能而 且可適用于樹脂傳遞模塑成型領域的低粘度環(huán)氧樹脂體系及其使用方法，屬于高分子材料 技術領域。
背景技術：
樹脂傳遞模塑成型簡稱RTM(Resin Transfer Molding)，起源于50年代的冷模澆 鑄工藝，至今已有50多年的歷史，其原理是在一定的溫度、壓力下，低黏度的液體樹脂被注 人鋪有預成型坯(增強材料)的模具中，注人樹脂，固化成型，然后脫模。由于其工藝過程 包括預成型坯的加工與樹脂的注入和固化兩步，這兩步可分開進行，所以說RTM具有高度 的靈活性和組合性，便于實現(xiàn)“材料設計”，目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航 天等工業(yè)領域。已開發(fā)的產(chǎn)品有汽車殼體及部件、娛樂車構件、螺旋漿、風力發(fā)電機葉片、 天線罩、機器罩、浴盆、沐浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。作為工業(yè)界是應用最廣泛，性能最優(yōu)良的熱固性塑料，環(huán)氧樹脂具有低體積收縮 率、良好的粘接性、優(yōu)良的機械性能以及耐化學酸堿性，無論是在膠黏劑、涂料、復合材料基 材、風力葉片樹脂或者是航空、太空材料等方面都具有不可替代的地位。但是普通的環(huán)氧樹脂樹脂粘度大，直接應用于RTM的話，不僅滲透困難、注射壓力 高、充模時間長，而且樹脂中夾帶的氣泡不易除盡；粘度過低，樹脂流動易形成湍流，從而夾 帶大量氣泡進入模具，閉模固化后，制品的孔隙率增加，影響其性能。目前業(yè)界普遍采用的 是使用單官能團的環(huán)氧稀釋劑或者非反應型稀釋劑來降低環(huán)氧樹脂的粘度，但是經(jīng)過稀釋 后的環(huán)氧樹脂力學性能以及熱性能明顯降低。如何能在保持環(huán)氧樹脂所固有的優(yōu)良性能的 同時，降低粘度，使其適應RTM，正成為產(chǎn)業(yè)界的熱點問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系及其使用，其低 粘度以及較長的凝膠時間可以大大降低灌注成型加工作業(yè)的操作難度。為了達到上述的目的，本發(fā)明中的低粘度環(huán)氧樹脂體系由A、B兩種組分組成，其 中A組分中環(huán)氧樹脂與反應型稀釋劑、消泡劑重量比為55 90 10 45 0. 05 1 ；B 組分即固化劑與A組分的重量比為100 10 30。上述本發(fā)明的技術方案中，所述環(huán)氧樹脂為二官能度環(huán)氧基雙酚A、雙酚F的環(huán)氧 樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，鄰甲酚型環(huán)氧樹脂，多官能度環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂以及彈性體改性環(huán) 氧樹脂中的一種或多種組合，優(yōu)選雙酚A、雙酚F的環(huán)氧樹脂及其組合。上述本發(fā)明的技術方案中，所述反應型稀釋劑為鄰甲酚縮水甘油醚，苯基縮水甘 油醚，對叔丁基苯酚縮水甘油醚，C12-C14烷基縮水甘油醚，丁基縮水甘油醚，腰果酚型甘油 醚，聚丙二醇二縮水甘油醚，聚乙二醇二縮水甘油醚，1，4_ 丁二醇二甘油醚，1，6-己二醇二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚，間苯二酚二縮水甘油醚，環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油 醚，蓖麻油縮水甘油醚，二溴新戊二醇二縮水甘油醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，三羥甲 基丙烷三縮水甘油醚，甘油三縮水甘油醚的一種及其組合。上述本發(fā)明的技術方案中，所述消泡劑為聚醚類消泡劑，高碳醇，有機硅消泡劑， 聚醚改性硅中的一種及其組合。上述本發(fā)明的技術方案中，所述固化劑為直鏈脂肪族胺，脂環(huán)族胺，脂肪族芳香 胺，內(nèi)酰胺中的一種及其組合。本發(fā)明還提供了該低粘度環(huán)氧樹脂體系的制備使用方法，該方法步驟如下1)、將重量比為55 90 10 45環(huán)氧樹脂、反應型稀釋劑于20 35°C條件下 攪拌Ih直至混合均勻；2)、滴加重量比為0. 05 1的消泡劑，保持溫度不變，攪拌10 30min，最后靜置 24h，即可得到環(huán)氧樹脂體系A組分；3)、將A、B組分按重量比為100 10 30混合攪拌均勻，室溫下抽真空脫氣泡 10 15min，制得樹脂混合物；4)在40°C 80°C的溫度范圍加熱模具40 80min，澆入樹脂混合物，室溫下抽真 空脫氣泡10 20min ；5)80°C條件下加熱6h即可得到澆鑄體。本發(fā)明利用無毒或低毒的單官能度或者多官能度的縮水甘油醚來降低環(huán)氧樹脂 配方中A組分中環(huán)氧樹脂的粘度，但不會使得環(huán)氧樹脂的機械性能大幅度下降，同時消泡 劑等助劑的加入減少氣泡的產(chǎn)生，可以改進RTM的操作工藝。本發(fā)明所提供的環(huán)氧樹脂具有以下優(yōu)點1、環(huán)氧樹脂具有低粘度800-2500mPa. s，環(huán)氧樹脂體系也具有低粘度 200-800mPa. s ；2、具有較長的適用期100-300min，有利于滿足復合材料制造過程中浸透、排氣；3、固化后仍然具有良好的機械性能。
具體實施方案下面將結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。實施例一1、取按重量份計的60份雙酚A型環(huán)氧樹脂CYD_128、30份雙酚F型環(huán)氧樹脂、10 份聚乙二醇二縮水甘油醚在20 35°C條件下攪拌Ih直至混合均勻，滴加0. 05BYK-A530消 泡劑，保持溫度不變，攪拌10 30min，最后靜置24h制得A組分；2、取按重量份計的16份異佛爾酮二胺、14份聚醚胺混合均勻制得B組分；3、將A組分與B組分按照重量比100 30混合攪拌均勻，室溫下抽真空脫氣泡 10 15min，制得樹脂混合物；4、在40°C 80°C的溫度范圍加熱模具40 80min，澆入樹脂混合物，室溫下抽真 空脫氣泡10 20min ；5、80°C條件下加熱6h即可得到澆鑄體，該澆鑄體性能檢測結果如下表 實施例二1、取按重量份計的55份雙酚A型環(huán)氧樹脂CYD_128、25環(huán)己烷二縮水甘油醚、 20份1，2_己二醇二縮水甘油醚在20 35°C條件下攪拌Ih直至混合均勻，滴加0. 1份 BYK-A530消泡劑，保持溫度不變，攪拌10 30min，最后靜置24h制得A組分；2、取按重量份計的16份異佛爾酮二胺、14份聚醚胺混合均勻制得B組分混合攪拌 均勻；3、將A組分與B組分按照重量比100 10混合攪拌均勻室溫下抽真空脫氣泡 10 15min，制得樹脂混合物，其他同實施例一制得的澆鑄體性能檢測結果如下表 實施例三1、取按重量份計的60份雙酚A型環(huán)氧樹脂CYD_128、25份雙酚F型環(huán)氧樹脂、 14. 5份1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚在20 35°C條件下攪拌Ih直至混合均勻，滴加0. 1份 BYK-A500消泡劑，保持溫度不變，攪拌10 30min，最后靜置24h制得A組分；2、取按質(zhì)量份計30的直鏈脂肪族胺，環(huán)脂族胺，脂肪族芳香胺，內(nèi)酰胺中的一種 做B組分；3、將A組分與B組分按照重量比100 15混合攪拌均勻室溫下抽真空脫氣泡 10 15min，制得樹脂混合物，其他同實施例一制得的澆鑄體性能檢測結果如下 以上實施例1-3中，拉伸試驗按照GB/T2568進行，彎曲試驗按照GB/T2570進行， 樹脂粘度和適用期檢測按照GB 12007. 4進行，凝膠時間檢測按照GB 7193. 6進行。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范 圍為準。
權利要求
一種用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于其由A、B兩組分組成，其中A組分中環(huán)氧樹脂與反應型稀釋劑、消泡劑重量比為55～90∶10～45∶0.05～1；B組分即固化劑與A組分的重量比為100∶10～30；
2.根據(jù)權利要求1所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述環(huán)氧樹脂 為二官能度環(huán)氧基雙酚A、雙酚F的環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，鄰甲酚型環(huán)氧樹脂，多官能 度環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂以及彈性體改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種組合；
3.根據(jù)權利要求2所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述環(huán)氧樹脂 為雙酚A、雙酚F的環(huán)氧樹脂或其組合物；
4.根據(jù)權利要求1所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述反應型 稀釋劑為鄰甲酚縮水甘油醚，苯基縮水甘油醚，對叔丁基苯酚縮水甘油醚，C12-C14烷基縮 水甘油醚，丁基縮水甘油醚，腰果酚型甘油醚，聚丙二醇二縮水甘油醚，聚乙二醇二縮水甘 油醚，1,4- 丁二醇二甘油醚，1,6-己二醇二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚，間苯二酚 二縮水甘油醚，環(huán)己烷二甲醇二縮水甘油醚，蓖麻油縮水甘油醚，二溴新戊二醇二縮水甘油 醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，三羥甲基丙烷三縮水甘油醚，甘油三縮水甘油醚的一種及 其組合；
5.根據(jù)權利要求1所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述消泡劑為 聚醚類消泡劑，高碳醇，有機硅消泡劑，聚醚改性硅中的一種及其組合；
6.根據(jù)權利要求1所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述固化劑為 直鏈脂肪族胺，環(huán)脂族胺，脂肪族芳香胺，內(nèi)酰胺等一種及其組合；
7.根據(jù)權利要求1所述的用于RTM的低粘度環(huán)氧樹脂體系的制備使用方法，其特征在 于該方法步驟如下1)、將重量比為55 90 10 45環(huán)氧樹脂、反應型稀釋劑于20 35°C條件下攪拌 Ih直至混合均勻；2)、滴加重量比為0.05 1的消泡劑，保持溫度不變，攪拌10 30min，最后靜置24h， 即可得到環(huán)氧樹脂體系A組分；3)、將A、B組分按重量比為100 10 30混合攪拌均勻，室溫下抽真空脫氣泡10 15min，制得樹脂混合物；4)在40°C 80°C的溫度范圍加熱模具40 80min，澆入樹脂混合物，室溫下抽真空脫 氣泡10 20min ；5)80°C條件下加熱6h即可得到澆鑄體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于樹脂傳遞模塑成型的低粘度環(huán)氧樹脂體系及其制備使用方法，由A、B兩種組分組成，其中A組分中環(huán)氧樹脂與反應型稀釋劑、消泡劑重量比為55～90∶10～45∶0.05～1；B組分即固化劑與A組分的重量比為100∶10～30。將環(huán)氧樹脂體系A、B組分按比例混合攪拌均勻，室溫下抽真空脫氣泡，最后在80℃條件下加熱6h即可得到澆鑄體。本發(fā)明可以改善環(huán)氧樹脂體系的凝膠時間、粘度，同時保持良好的力學性能和熱性能，可適用于汽車、船舶、風電葉片、航空航天等大型復合材料結構件的制造。
文檔編號C08L63/02GK101880443SQ20101021998
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者宋歡, 廖波, 李儒劍, 李鴻巖, 王鍇 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司