本发明专利技术公开了一种高效快速固化树脂基轻质复合材料及其制备方法，该方法包括如下步骤：1)选微粉双氰胺和电子级双氰胺作为复合固化剂，选择脲胺类和咪唑类作为复合催化剂，制成混合固化体系；选合适的空心玻璃微珠；将环氧树脂、增韧剂、成膜剂和溶剂，混合搅拌均匀，形成树脂混合液；2)将空心玻璃微珠加入到混合固化体系中，混合搅拌均匀后加入到树脂混合液中，形成轻质复合材料胶液；3)将轻质复合材料胶液涂覆于不经过表面处理的离型膜上，经过烘烤形成半固化片材，再将半固化片材经过压制，最终得到轻质复合材料。本方案降低了成型加工过程的温度，缩短了固化成型时间，降低了复合材料密度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轻质复合材料，具体涉及一种高效快速固化树脂基轻质复合材料 及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂是一种综合性能优良的复合材料树脂基体，由环氧树脂成型的复合材料 具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异的特点。空心玻璃微珠具有密度低、 压缩强度高、电阻率高、热传导系数和热收缩系数小等优点，是其他轻质填料无法比拟的。 而使用空心玻璃微珠来降低环氧树脂复合材料的密度，目前也越来越广泛应用在机械、轻 工、航空航天、船舶、建筑等领域。 双氰胺作为环氧树脂的固化剂，由于固化产物具有优良的力学性能和电性能，广 泛应用在汽车、航天及电子等领域中，但由于其固化温度较高且固化时间较长，使应用范围 受到很大限制，而目前大量使用的咪唑类固化促进剂，虽然能够加快固化速度，但是固化温 度还是普遍较高，固化成型时间很长，虽然提高咪唑类催化剂的量能够迅速提高固化速度， 达到解决固化时间长的问题，但是加大咪唑类催化剂的量，会带来加工过程难以控制，极容 易形成暴聚等化学现象，使得原材料直接损失，无法生产。 如专利号为201210077459. 2公开的一种密度小于水的轻质高强复合材料，其配 方为环氧树脂100份，增韧剂0~15份，溶剂30. 0~70. 0份，固化剂2. 5~35份，促进剂 0. 01~0. 30份，偶联剂0. 5~3. 0份，表面活性剂0. 05~0. 15份，空心玻璃微球20~60 份，该配方制得的复合材料密度达到0. 90~0. 99g/cm3,采用增强材料浸渍混和胶液或者 将混合胶液涂覆于增强材料上的工艺制得半固化材料，半固化材料再经多层叠配、层压热 固化制得复合材料，由于浸胶工艺和材料成型工艺的问题，配方中不能大量的加入空心玻 璃微球，该配方中只能加入20~60份空心玻璃微球，且对空心玻璃微球的强度和粒径有相 当高的要求，并且半固化材料制作时，需经过100~200°C高温的烘箱，轻质材料成型时，材 料温度需达到160°C以上，时间达到40分钟以上，才能完全固化成型出制品，该专利，1、复 合材料密度无法下降的太多，2、制品尺寸受到限制，3、成型过程中耗能过多，耗时过长；又 如专利号为201210067359. 1公开的一种轻质高强浮力材料，其配方为重量份数为100份低 粘度环氧树脂、5~10份热塑性树脂、16~48份空心微珠及10~20份固化剂，该配方制 得的复合材料密度虽然能够达到〇. 63g/cm3,但是由于该配方采用的是模压成型，模压件不 仅要在模压机中固化3~5小时成型，而且脱模后还需在烘箱中固化温度条件下保持1~ 3小时，才能完整固化成型。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种高效快速固化树脂基轻质 复合材料及其制备方法，通过选择和调整树脂复合液，选择不同种类固化剂和催化剂，并调 整固化剂和催化剂的配比，加入低密度的空心玻璃微球，经过涂覆工艺达到设定的复合材 料成型时间和密度，从而降低成型加工过程的温度，缩短固化成型时间，降低复合材料密 度。 为了达到上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案： -种高效快速固化树脂基轻质复合材料的制备方法，包括如下步骤： 1)选择D5tl为I-IOum微粉双氰胺固化剂和电子级双氰胺固化剂作为复合固化剂， 选择D 5tl为l-5um的脲胺类催化剂和咪唑类催化剂作为复合催化剂，将复合固化剂和复合 催化剂调配制成混合固化体系；选择粒径为50-70um及密度为0. l-0.2g/cm3的空心玻璃微 珠；将环氧树脂、增韧剂、成膜剂和溶剂，混合搅拌均匀，形成树脂混合液； 2)将所述空心玻璃微珠加入到所述混合固化体系中，混合搅拌均匀后加入到所述 树脂混合液中，搅拌一定时间后，形成轻质复合材料胶液； 3)将所述轻质复合材料胶液体系涂覆于不经过表面处理的离型膜上，经过烘烤形 成半固化片材，再将半固化片材经过压制，最终得到轻质复合材料。 本专利技术技术方案中，树脂复合液直接涂覆于不经过表面处理的离型膜上，不仅拓 宽了片材生产出来的厚度范围，而且大大提高了空心玻璃微珠的填充量，解决了轻质材料 密度无法大大降低的缺点。采用了混合固化/催化体系，明显缩短了无增强材料轻质片材 的加工固化时间，并且节省了能源。复合催化剂是由D 5tl为l-5um的脲胺类催化剂和咪唑 类催化剂复合搭配而成，所述的脲胺类催化剂包括：N-对氯苯基-N、N-二甲基脲（氯脲）， N- (3、4-二氯苯基）-N、N-二甲基脲，N- (3-苯基）-N、N二甲基脲，N- (4-苯基）-N、N-二甲 基脲，2-甲基咪唑脲，硫脲，加入了脲胺类催化剂，能够明显降低环氧树脂固化温度和缩短 固化时间。所述的复合固化剂是由D 5tl为I-IOum微粉双氰胺和粒径为l-5mm的电子级双氰 胺固化剂复合搭配而成，因微粉双氰胺固化剂的粒径小，比表面积大，同样能够缩短环氧树 脂固化时间。所述的空心玻璃微珠粒径为50-70um及密度为0. 1-0. 2g/cm3,保证了制品的 密度能够大大的降低。 作为优选，所述增韧剂为己二酸二辛脂、葵二酸二辛脂、二聚酸改性环氧树脂、苯 氧树脂、偏苯三甲酸三辛脂和丁腈橡胶中的一种或多种。添加增韧剂是为了增加轻质复合 材料片材的柔韧性，以改善片材脆性易碎的问题。 作为优选，所述脲胺类催化剂为N-对氯苯基-N、N-二甲基脲（氯脲），N- (3、4_二 氯苯基）-N、N-二甲基脲，N- (3-苯基）-N、N二甲基脲，N- (4-苯基）-N、N-二甲基脲，2-甲 基咪唑脲和硫脲中的一种或多种。 作为优选，所述不经过表面处理离型膜为聚酰亚胺离型膜或双向拉伸聚丙烯离型 膜。因经过表面处理的离型膜的表面处理剂会在加工的过程中转移到制品上，对制品的表 面加工（如表面粘结）会带来很大的影响。 作为优选，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂或含磷环氧树脂。 作为优选，所述成膜剂为聚乙烯醇缩丁醛。不仅解决了成膜不连续的的问题，而且 能够使得成型的片材很好的从离型膜上撕下来。 作为优选，所述步骤3)中烘烤温度为140°C，烘烤固化时间为10_20min。 -种高效快速固化树脂基轻质复合材料，由一片或多片半固化的无增强材料轻质 片材热压固化粘合而成；所述的半固化的无增强材料轻质片材由树脂复合液涂覆于不经过 表面处理的离型膜上，经过烘烤、冷却脱离离型膜后制得；所述的树脂复合液包括以下物 料：环氧树脂的100质量份，增韧剂的10-100质量份，成膜剂1-50质量份，复合固化剂2-20 质量份，复合催化剂〇. 01-10质量份，空心玻璃微珠80-180质量份；其中，所述的复合催化 剂是由D5tl为l-5um的脲胺类催化剂和咪唑类催化剂复合搭配而成；所述的复合固化剂是由 D5tl为I-IOum微粉双氰胺固化剂和粒径为1mm的双氰胺固化剂复合搭配而成。 作为优选，所述复合催化剂中脲胺类催化剂和咪唑类催化剂的质量比例为 1-49:1。所述复合固化剂中微粉双氰胺固化剂和双氰胺固化剂的质量比例当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效快速固化树脂基轻质复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)选择D50为1‑10um微粉双氰胺固化剂和电子级双氰胺固化剂作为复合固化剂，选择D50为1‑5um的脲胺类催化剂和咪唑类催化剂作为复合催化剂，将复合固化剂和复合催化剂调配制成混合固化体系；选择粒径为50‑70um及密度为0.1‑0.2g/cm3的空心玻璃微珠；将环氧树脂、增韧剂、成膜剂和溶剂，混合搅拌均匀，形成树脂混合液；2)将所述空心玻璃微珠加入到所述混合固化体系中，混合搅拌均匀后加入到所述树脂混合液中，搅拌一定时间后，形成轻质复合材料胶液；3)将所述轻质复合材料胶液体系涂覆于不经过表面处理的离型膜上，经过烘烤形成半固化片材，再将半固化片材经过压制，最终得到轻质复合材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：聂冬斌，董辉，詹杭君，
申请(专利权)人：浙江华正新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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