專利名稱：膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料墊片及其制備方法。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)結(jié)構(gòu)和零部件的裝配過程中，由于制造和裝配造成的誤差，會使裝配后的部件之間存在一定間隙。這些間隙需要使用墊片進(jìn)行補(bǔ)償，達(dá)到消除間隙和補(bǔ)強(qiáng)作用。所用的墊片包括固體墊片(如金屬墊片、熱固性塑料墊片)和液體墊片，液體墊片主要用于填充較小的不規(guī)則間隙和斜面間隙，可用于飛機(jī)蒙皮和壁板于骨架結(jié)構(gòu)裝配工藝、骨架與骨架之間裝配工藝。如EA934NA、EA9394液體墊片在多種飛機(jī)上廣泛應(yīng)用。與固體墊片相比，液體墊片還具有密封和部件整形作用。但由于液體墊片強(qiáng)度較低，僅適合填充小于O. 7mm的間隙，而且由于多組分需要現(xiàn)場配膠，使用不便；對于較大的間隙補(bǔ)償采取液體墊片與金屬墊片相結(jié)合的方式，也存在費(fèi)時費(fèi)工，操作不方便問題，而且金屬墊片與復(fù)合材料構(gòu)件匹 配性不佳。本發(fā)明一種膜狀室溫固化復(fù)合材料墊片即可替代液體墊片用于填充小于O. 7mm的間隙，也可替代固體墊片用于較大間隙(小于3_)的填充，具有較高的力學(xué)性能和良好使用工藝性能。并顯著提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)抗疲勞性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有液體墊片強(qiáng)度低的技術(shù)問題，提供了一種膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片及其制備方法。膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片按重量份由20 48份環(huán)氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機(jī)填料和10 20份短切纖維制成。所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-54、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-42、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-35、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-31、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-14、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-06、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-04、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂680#、665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂CER-107、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂670及有機(jī)硅硼改性環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的組合。所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’_ 二氨基二環(huán)己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。所述無機(jī)填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按重量份將20 48份環(huán)氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機(jī)填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機(jī)上輥壓成型，得到厚度為O. 3 3mm的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片。
本發(fā)明的膜狀可室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片具有較高的粘接性能和優(yōu)異的壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度可達(dá)104MPa，拉伸強(qiáng)度可達(dá)53MPa，沖擊強(qiáng)度可達(dá)54KJ/M2;并具有良好的使用工藝性能，本發(fā)明復(fù)合材料墊片在室溫下快速解凍后可直接應(yīng)用免除了混合操作，徹底減少了再固化成本(材料的定位、擠壓和清理工作)和配膠誤差及錯誤，有效改善施工環(huán)境，并可剪裁成所需形狀使用；可制備成各種厚度的墊片(O. 3 3_)，滿足不同間隙要求，顯著縮短裝配時間，提高生產(chǎn)效率。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片按重量份由20 48份環(huán)氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機(jī)填料和10 20份短切纖維制成。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-54、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-42、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-35、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-31、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-14、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-06、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-04、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂680#、665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂CER-107、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂670及有機(jī)硅硼改性環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述的環(huán)氧樹脂為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述胺類固化劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述增韌劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述無機(jī)填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
一相同。本實施方式中所述無機(jī)填料為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法按 照以下步驟進(jìn)行一、按重量份將20 48份環(huán)氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機(jī)填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機(jī)上輥壓成型，得到厚度為O. 3 3mm的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片。本實施方式制備的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片需低溫(低于一18°C )保存。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟一中所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-54、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-42、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-35、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-31、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-14、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-06、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-04、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂680#、665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂CER-107、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂670及有機(jī)硅硼改性環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的無機(jī)填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
七相同。本實施方式中所述的環(huán)氧樹脂為組合物時各成分間為任意比。本實施方式中所述增韌劑為組合物時各成分間為任意比。本實施方式中所述無機(jī)填料為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟二中所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式
七相同。本實施方式中所述胺類固化劑為組合物時各成分間為任意比。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
七不同的是步驟二中所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。其它與具體實施方式
七相同。采用下述實驗驗證本發(fā)明效果實驗一膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)將8份線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)_46、40份雙酚A型環(huán)氧樹脂E_51、5份 端羧基液體丁腈橡、5份二氧化鈦混合，攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將5重量份間苯二胺和3重量份二氨基二苯基甲烷混合后加熱融化，然后加入20重量份聚酰胺200#中，再加入5重量份二亞乙基三胺攪拌均勻，得混合胺；三、將混合樹脂和混合胺充分混合均勻后，將20重量份玻璃纖維加入攪拌10 15分鐘，得到混合物；四、將混合物在O. OSMPa壓力下模壓成膜，膠膜厚度O. 3mm,即得膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片。實驗二膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按重量份數(shù)將8份線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46和40份雙酚A型環(huán)氧樹脂E_51、5份二氧化鈦混合，攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將5重量份間苯二胺和3重量份二氨基二苯基甲烷混合后加熱融化，然后加入20重量份聚酰胺200#中，再加入5重量份二亞乙基三胺攪拌均勻，得混合胺；三、將混合樹脂和混合胺充分混合均勻后，將20重量份玻璃纖維加入攪拌10 15分鐘，得到混合物；四、將混合物在O. IMPa壓力下模壓成膜，膠膜厚度3mm，即得膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片。將實驗一制備的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片、實驗二制備的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片、EA934NA及EA9394進(jìn)行性能實驗，實驗結(jié)果如表I :表I
權(quán)利要求
1.膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片按重量份由20 48份環(huán)氧樹脂、20 35份胺類固化劑、O 15份增韌劑、5 10份無機(jī)填料和10 20份短切纖維制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-54、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-42、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-35、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-31、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-14、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-06、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-04、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂680#、665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂CER-107、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂670及有機(jī)硅硼改性環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的組合 ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’- 二氨基二環(huán)己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于所述增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于所述無機(jī)填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片，其特征在于所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。
7.權(quán)利要求I所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法，其特征在于膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法按照以下步驟進(jìn)行 一、按重量份將20 48份環(huán)氧樹脂、O 15份增韌劑和5 10份無機(jī)填料攪拌均勻，得到混合樹脂； 二、將混合樹脂和20 35重量份胺類固化劑充分混合均勻后，加入10 20重量份短切纖維攪拌10 15分鐘，得到混合物； 三、將混合物通過模壓或在膠膜機(jī)上輥壓成型，得到厚度為O.3 3mm的膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟一中所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-54、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-42、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-35、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-31、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-20、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-14、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-12、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-06、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-04、雙酚A型環(huán)氧樹脂E-03、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-51、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-44、線型酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)-46、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂EX-28、四溴雙酚A型環(huán)氧樹脂、間苯二酚二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂680#、665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂CER-107、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂670及有機(jī)硅硼改性環(huán)氧樹脂中的一種或其中幾種的組合； 步驟一中所述的增韌劑為丁腈橡膠、端羧基液體丁腈橡膠、端氨基液體丁腈橡膠、橡膠粒子及聚砜中的一種或其中幾種的組合； 步驟一中所述的無機(jī)填料為二氧化鈦、二氧化硅、石棉、炭黑、高嶺土及硅酸鈣中的一種或其中幾種的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟二中所述胺類固化劑為二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、乙二胺、己二胺、二乙胺基丙胺、間二甲苯二胺、醚胺、N-氨乙基哌嗪、異佛爾酮二胺、1，3_雙(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’_ 二氨基二環(huán)己基甲烷、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、三乙醇胺、雙氰胺、聚酰胺200#、聚酰胺300#及T-31酚醛胺中的一種或其中幾種的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片的制備方法，其特征在于步驟二中所述短切纖維的長度為10±2mm，所述短切纖維為玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維。
全文摘要
膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片及其制備方法，它涉及一種復(fù)合材料墊片及其制備方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有液體墊片強(qiáng)度低和使用工藝性能不足的技術(shù)問題。膜狀室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片由環(huán)氧樹脂、胺類固化劑、增韌劑、無機(jī)填料和短切纖維制成。制備方法如下一、按重量份將環(huán)氧樹脂、增韌劑和無機(jī)填料攪拌均勻，得到混合樹脂；二、將混合樹脂和胺類固化劑充分混合均勻后，加入短切纖維攪拌，得到混合物；三、將混合物通過模壓或在膠膜機(jī)上輥壓成型，即得。本發(fā)明的膜狀可室溫固化環(huán)氧樹脂復(fù)合材料墊片具有較高的粘接性能和優(yōu)異的壓縮強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度可達(dá)104MPa，拉伸強(qiáng)度可達(dá)53MPa，沖擊強(qiáng)度可達(dá)54KJ/m2。
文檔編號C08K7/12GK102796349SQ20121030762
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者李欣, 劉曉輝, 趙穎, 張大勇, 王剛, 朱金華 申請人:黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院