一种真空导流用双组份环氧树脂及其制备方法与流程

本发明涉及环氧树脂，具体涉及一种真空导流用双组份环氧树脂及其制备方法。

背景技术：

1、真空导流工艺(也称为vartm,scrimp,vip等)是一种用于生产纤维增强塑料(frp)制件的层合工艺。该工艺通过在高真空环境下，利用大气压力将树脂压入干性材料(如毡、织物、缝合毡和泡沫芯)中，真空间隙和外部大气压力之间的压力差将树脂压入多孔材料，直到完全浸润，真空保持至部件固化，从而制造出密实的复合材料部件。

2、然而，现有的碳纤维利用真空导流环氧树脂加工后，受环氧树脂内的复合材料影响产品表面暗淡、微孔数量多、耐候性不足，不利于后续表面喷漆等加工操作，且韧性未能满足要求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种真空导流用双组份环氧树脂。

2、本发明的目的之二在于提供一种真空导流用双组份环氧树脂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。

3、本发明的目的之一通过下述技术方案实现：一种真空导流用双组份环氧树脂，由a组分和b组分按重量之比100：20-30组成；

4、所述a组分包括如下重量份的原料：

5、双酚a型环氧树脂              50-80份

6、双酚f型环氧树脂              15-25份

7、聚氨酯改性环氧树脂           8-12份

8、

9、所述b组分包括如下重量份的原料：

10、聚醚胺类固化剂              10-20份

11、脂环胺类固化剂              20-30份

12、苯甲醇                      10-12份。

13、该真空导流用双组份环氧树脂，以a组分为主要树脂组分，b组分为主要固化组分，按比例混合后粘度低且流动性好，适用于真空导流，且固化后碳纤维产品表面光亮无气孔，耐候性好，表面光亮、透明度高，更有利于方便后续表面喷漆加工，强度更佳、韧性更好。其中，a组分中采用双酚a型环氧树脂为主体树脂，加入双酚f型环氧树脂和环氧稀释剂共同降低a组分整体粘度，a组分和b组分共同使该双组份环氧树脂的粘度控制在500-800mpa·s，且双酚f型环氧树脂与双酚a型环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂三者的共混物协同起到良好的耐候性和抗老化性，在特殊的聚氨酯改性环氧树脂、无机填料、消泡剂和流平剂共同作用下，既有利于提高a组分的分散性，又能促进固化表面呈现柔和、平整无孔的效果，有利于制品表面光亮和透明，更有利于提高强度和韧性。b组分中，采用聚醚胺类固化剂和脂环胺类固化剂协同对双组份环氧树脂固化，促进固化速度，且有利于提高耐候性、耐水性、表面透明度和机械性能，再在苯甲醇的作用下，既有助于改善环氧树脂的流动性，促进聚醚胺类固化剂和脂环胺类固化剂与a组分环氧树脂反应，提高固化物的韧性，且与a组分的特殊的聚氨酯改性环氧树脂、无机填料、消泡剂和流平剂共同作用下，能显著提高制品表面的光泽光亮和透明度，更有利于方便后续表面喷漆加工。

14、优选的，所述双酚a型环氧树脂为e44；所述双酚f型环氧树脂为exa-830crp或exa-830lvp。

15、优选的，每份所述聚氨酯改性环氧树脂的制备方法包括如下步骤：

16、(r1)、按重量份取2.5-3.5份聚醚多元醇、8.5-9.5份异氰酸酯、85-95份环氧树脂e44、8-12份端羟基超支化聚酯和1-2份有机锡催化剂，备用；

17、(r2)、将聚醚多元醇和异氰酸酯加入反应釜中混合，通入氮气，升温至60-120℃并搅拌2-3h，然后冷却至室温，得到聚氨酯预聚体；

18、(r3)、将环氧树脂e44在100-140℃温度下预热4-6h，以去除其中的水分和挥发物，抽真空直至气泡消除，得到预处理环氧树脂；

19、(r4)、向预处理环氧树脂中加入聚氨酯预聚体、端羟基超支化聚酯和有机锡催化剂，升温至100-140℃，并1000-1500rpm高速均相剪切搅拌1h，继续反应3-6h，然后抽真空并保持15min，以去除料液中的气泡，即得所述聚氨酯改性环氧树脂。

20、采用上述技术方案，制得的聚氨酯改性环氧树脂，聚氨酯改性环氧树脂的刚性分子能以分子水平均匀分散于环氧基体中形成分子复合材料，整个体系类似于半互穿网络，这些刚性分子能对基体起到增强作用，提高基体拉伸强度，同时又能阻止裂纹而增大基体的韧性，且促进固化表面呈现柔和、平整无孔的效果，再引入端羟基超支化聚酯，进一步增强强度和韧性。

21、优选的，所述聚醚多元醇为聚乙二醇或聚氧化丙烯二醇；所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯和对苯二异氰酸酯中的至少一种。

22、优选的，所述端羟基超支化聚酯为h303；所述有机锡催化剂为二丁基锡二月桂酸酯。

23、优选的，所述环氧稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯和2-甲苯缩水甘油醚的混合物。

24、采用上述技术方案，更优选的，所述环氧稀释剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯和2-甲苯缩水甘油醚按重量比1-3:5混合而成，有利于改善耐热性，且甲基丙烯酸缩水甘油酯的分子内既含有碳碳双键、又含有环氧基，2-甲苯缩水甘油醚特有的结构和位阻性，能显著提升固化后环氧树脂的韧性和抗冲击性能，从而增强整体材料的机械性能。

25、优选的，所述无机填料为石英粉和玻璃粉。

26、采用上述技术方案，更优选的，所述无机填料为超细石英粉和t836玻璃粉按重量比1-2:8混合而成，两者协同作用，在体系中的表面能较高、相容性好、填充效果好，有效提高冲击强度和拉伸强度，且促进表面透明度和耐候性。

27、优选的，所述消泡剂为byk-a530或acp-1400，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或聚甲基苯基硅氧烷。

28、采用上述技术方案，上述消泡剂具有耐高温、耐酸碱、低毒性，且具有良好的分散性能，能有效抑制气泡形成；上述流平剂能显著提高体系的流平性，同时改善制品表面的光泽和手感。

29、优选的，所述聚醚胺类固化剂为d-230；所述脂环胺类固化剂为1,3-环己二甲胺和异佛尔酮二胺。

30、采用上述技术方案，更优选的，所述脂环胺类固化剂为1,3-环己二甲胺和异佛尔酮二胺按重量比3:1-2混合而成，固化速度更快、低温耐候性更好、耐水性更好，并且具备耐黄变的能力，具有低粘度、清澈透明、良好的机械性能和出色的耐候性等特点，能够显著提高生产效率并改善产品质量。

31、本发明的目的之二通过下述技术方案实现：上述的真空导流用双组份环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

32、(s1)、按重量份取双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、环氧稀释剂、无机填料、消泡剂和流平剂混合均匀，抽真空直至气泡消除，过滤除杂，得到a组分；

33、(s2)、按重量份取聚醚胺类固化剂、脂环胺类固化剂和苯甲醇混合均匀，过滤除杂，得到b组分；

34、该双组份环氧树脂应用于真空导流工艺时，a组分和b组分按重量比混合均匀，得到的双组份环氧树脂由抽真空导入带有碳纤维制品的模具中，然后经常温静置23-25h固化或经加热至60-70℃固化30-60min。

35、本发明的有益效果在于：本发明的真空导流用双组份环氧树脂，以a组分为主要树脂组分，b组分为主要固化组分，按比例混合后粘度低且流动性好，适用于真空导流，且固化后碳纤维产品表面光亮无气孔，耐候性好，表面光亮、透明度高，更有利于方便后续表面喷漆加工，强度更佳、韧性更好。

36、本发明的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产。