官能團(tuán) 縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂的混合物作為環(huán)氧樹脂組合物的主體樹脂是因?yàn)榭s水甘油胺型型 環(huán)氧樹脂對(duì)碳纖維具有良好的粘接性,且在較高的溫度下仍具有良好的物理和力學(xué)性能; 另外,多官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂和雙酚A型環(huán)氧樹脂有很好的相容性,在全范圍內(nèi) 都能均勻的混合,固化后有優(yōu)異的力學(xué)性能,吸水率低。市售的四官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧 樹脂有 Huntsman 高級(jí)材料公司的 Araldite MY719, MY720, MY721, MY9512, MY9555, MY9612 等,日本住友化學(xué)的Sumiepoxy ELM434,日本環(huán)氧樹脂(株)的Epicoat604,上海合成樹脂 研究院的AG-80等。市售的三官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂有Huntsman高級(jí)材料公司的 AralditeMY0600, MY0610, MY0500, MY0510,日本住友化學(xué)的 Sumi印oxy ELM100, ELM120, 日本環(huán)氧樹脂(株)的jER630,上海合成樹脂研究院的AFG-90等。在本發(fā)明中我們認(rèn)為多 官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂優(yōu)選四官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂,在25°C時(shí)的黏度為 5000~20000mPa. s,環(huán)氧當(dāng)量為110~130,在組合物中的用量以80~20份(質(zhì)量份數(shù),雙 酚A型環(huán)氧樹脂+多官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂混合物合計(jì)為100份)為好,因?yàn)槎喙倌?團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂的用量如低于20份可能粘結(jié)效果不是很明顯,多于80份材料的 脆性會(huì)增加。
[0029] 芳香族二胺固化劑,本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物可使用的芳香族二胺固化劑有4, 4 二氨基二苯基甲烷、4,4 二氨基二苯基砜,3, 3 二氨基二苯基砜、間苯二胺(MPA) 等。本發(fā)明更優(yōu)選間苯二胺,其用量按100份雙酚A型環(huán)氧樹脂+多官能團(tuán)縮水甘油胺型 環(huán)氧樹脂混合物計(jì)為10~26份,優(yōu)選12~20份。
[0030] 本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物的制備方法如下:1)在一容器中按比例秤取一定質(zhì)量的雙 酚A型環(huán)氧樹脂和多官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂,用機(jī)械攪拌器混合;2)加熱上述混合 物至60°C~80°C,在不斷攪拌下加入計(jì)量的芳香族二胺類固化劑,繼續(xù)攪拌約30分鐘至固 化劑完全溶解,形成均勻溶液,即得到本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物。
[0031] 用上述方法得到的本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物可立即使用,也可裝入密閉的容器備 用,為延長(zhǎng)儲(chǔ)存期建議儲(chǔ)存在溫度較低(如-18°c)的倉(cāng)庫(kù)設(shè)施中。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合 物適合于與高性能纖維(如碳纖維、芳香族聚酰胺纖維、高性能玻璃纖維等)復(fù)合制備高性 能纖維復(fù)合材料。
[0032] 本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物有優(yōu)異的力學(xué)性能,拉伸強(qiáng)度大于70MPa,更優(yōu)大于 IOOMPa ;斷裂伸長(zhǎng)率大于2%,更優(yōu)大于5% ;拉伸彈性模量或彎曲彈性模量大于3000MPa,更 優(yōu)大于3800MPa。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0033] 中采用的原料:
[0034] 雙酌· A 型環(huán)氧樹脂:D. E. R. 331,Dow Chemical Company,環(huán)氧當(dāng)量 188, 25°C 時(shí)黏 度為13Pa. s
[0035] 雙酌· A 型環(huán)氧樹脂:D. Ε· R. 671,Dow Chemical Company,環(huán)氧當(dāng)量 500, 25°C 時(shí)為 固態(tài)。
[0036] 四官能團(tuán)縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂:AG-80,上海合成樹脂公司,環(huán)氧當(dāng)量125, 25°C 時(shí)黏度為15Pa. s
[0037] 間苯二胺(MPA):化學(xué)純,上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
[0038] 4,4 二氨基二苯基甲烷(DDM):化學(xué)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
[0039] 雙氰胺固化劑:Dicyanexl400F,化學(xué)純,AIR PRODUCTS公司
[0040] 取代脲促進(jìn)劑:Amicure UR-D,化學(xué)純,AIR PRODUCTS公司
[0041] 性能測(cè)試:
[0042] 黏度:用美國(guó)Brookfield DV-III型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)在50°C,剪切速率Is-1條件下測(cè) 試其黏度,取連續(xù)5次測(cè)試值的平均值作為黏度值。
[0043] 拉伸性能:將制備好的環(huán)氧樹脂組合物澆鑄到啞玲形模具中,經(jīng)固化脫模、表面打 磨得到4mm厚標(biāo)準(zhǔn)試樣,按IS0527標(biāo)準(zhǔn)在拉伸速率5mm/min下測(cè)試?yán)煨阅堋?br>[0044] 彎曲性能:按IS0178標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,試樣尺寸80mmxl0mmx4mm,試驗(yàn)速率2mm/min。
[0045] 洛氏硬度(HR):將制備好的環(huán)氧樹脂組合物澆鑄到模具中,經(jīng)固化脫模、表面打磨 得到試樣,按ASTM D785標(biāo)準(zhǔn),用Wilson Instruments公司Instron RB2000型洛氏硬度計(jì) 在M標(biāo)尺下測(cè)試其硬度,取4個(gè)測(cè)試值的平均值作為硬度值。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 在一 500毫升玻璃燒杯中秤取雙酚A環(huán)氧樹脂D.E.R. 331160g和四官能團(tuán)縮水甘 油胺型環(huán)氧樹脂AG-8040g,放入一可控溫的加熱介質(zhì)為硅油的油浴中攪拌加熱至60°C,在 不斷攪拌下加入32g間苯二胺(MPA)固化劑,繼續(xù)攪拌約30分鐘至固化劑完全溶解形成均 勻溶液,即得到所需環(huán)氧樹脂組合物。
[0048] 取上述環(huán)氧樹脂組合物在50°C,剪切速率IiT1條件下測(cè)試黏度。另取一部分環(huán)氧 樹脂組合物澆鑄到加熱至80°C試樣模具中,抽真空脫除可能含有的揮發(fā)分,在80°C保溫2 小時(shí),然后以約2°C/min的速率升溫至150°C,保溫4小時(shí);最后關(guān)閉加熱,使其緩慢冷卻至 室溫即可取出。用金相砂紙磨除試樣表面的飛邊或不平部分,在測(cè)試環(huán)境放置24小時(shí)后按 前述方法測(cè)試?yán)煨阅堋澢阅芎吐迨嫌捕?。為便于比較,將環(huán)氧樹脂組合物的組成列于 表1,組合物的固化條件以及環(huán)氧樹脂材料的性能列于表2。
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 在一 500毫升玻璃燒杯中秤取雙酚A環(huán)氧樹脂D.E.R. 331120g和四官能團(tuán)縮水甘 油胺型型環(huán)氧樹脂AG-8080g,放入一可控溫的加熱介質(zhì)為硅油的油浴中攪拌加熱至60°C, 在不斷攪拌下加入32g間苯二胺(MPA)固化劑,繼續(xù)攪拌約30分鐘至固化劑完全溶解形成 均勻溶液,即得到所需環(huán)氧樹脂組合物。
[0051] 按實(shí)施例1的方法測(cè)試黏度,同樣的固化條件制備試樣,然后測(cè)試?yán)煨阅?、彎?性能和洛氏硬度。為便于比較,將環(huán)氧樹脂組合物的組成列于表1,組合物的固化條件以及 環(huán)氧樹脂材料的性能列于表2。
[0052] 實(shí)施例3
[0053] 在一 500毫升玻璃燒杯中秤取雙酚A環(huán)氧樹脂D. E. R. 33180g和四官能團(tuán)縮水 甘油胺型型環(huán)氧樹脂AG-80120g,放入一可控溫的加熱介質(zhì)為硅油的油浴中攪拌加熱至 60°C,在不斷攪拌下加入32g間苯二胺(MPA)固化劑,繼續(xù)攪拌約30分鐘至固化劑完全溶 解形成均勻溶液,即得到所需環(huán)氧樹脂組合物。
[0054] 按實(shí)施例1的方法測(cè)試黏度,同樣的固化條件制備試樣,然后測(cè)試?yán)煨阅堋澢?性能和洛氏硬度。為便于比較,將環(huán)氧樹脂組合物的組成列于表1,組合物的固化條件以及 環(huán)氧樹脂材料的性能列于表2。
[0055] 實(shí)施例4
[0056] 在一 500毫升玻璃燒杯中秤取雙酚A環(huán)氧樹脂D. E. R. 33140g和四官能團(tuán)縮水 甘油胺型型環(huán)氧樹脂AG-80160g,放入一可控溫的加熱介質(zhì)為硅油的油浴中攪拌加熱至 60°C,在不斷攪拌下加入32g間苯二胺(MPA)固化劑,繼續(xù)攪拌約30分鐘至固化劑完全溶 解形成均勻溶液,即得到所需環(huán)氧樹脂組合物。
[0057] 按實(shí)施例1的方法測(cè)試黏度,同樣的固化條件制備試樣,然后測(cè)試?yán)煨阅?、彎?性能和洛氏硬度。為便于比較,將環(huán)氧樹脂組合物的組成列于表1,組合物的固化條件以及 環(huán)氧樹脂材料的性能列于表2。
[0058