深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供的是一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物及其制备方法。质量份数比为：甲组份为双酚A型环氧树脂52‑62份、脂环族环氧树脂25‑45份、活性稀释剂10‑20份；乙组分为第一固化剂45‑67份、第二固化剂2‑8份；甲组份可作为一种低粘度环氧树脂，乙组分可作为低粘度复合固化剂，甲组份与乙组分组成一种具有良好流动性和工艺性的环氧树脂胶液，甲乙组分混合后的组合物粘度为400‑800mPa.s，组合物室温可操作时间为4‑6h，可实现中温固化工艺，并可缩短固化时间。固化后树脂浇铸体的具有良好的综合力学性能。本发明专利技术中，所述的一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，可满足深水浮力材料对树脂体系的要求。其制备工艺方法简单，节约能效，适合大规模生产。

Low viscosity epoxy resin compositions for deep-sea buoyancy materials and their preparation methods

The invention provides a low viscosity epoxy resin composition for deep sea buoyancy materials and a preparation method. As the ratio of mass fraction: A for bisphenol A type epoxy resin 62, 52 alicyclic epoxy resin 25 45 copies, 20 copies of 10 active diluent; group B for the first curing agent 45 67, second 2 curing agent 8; group a can be used as a low viscosity epoxy resin, group B can be used as a low viscosity compound curing agent, epoxy resin glue the first component and the second component has a good fluidity and process of the A and B components composition mixture viscosity after the 400 800mPa.s composition, room temperature can be operating time of 4 6h, can achieve moderate temperature curing process, and can shorten the curing time. After curing, the resin casting has good comprehensive mechanical properties. In the present invention, the low viscosity epoxy resin composition for deep sea buoyancy material can satisfy the requirement of the deep water buoyancy material to the resin system. The preparation process is simple, energy efficient and suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物及其制备方法
本专利技术涉及的是一种海洋工程材料，本专利技术也涉及的是一种海洋工程材料的制备方法，具体地说是一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
深海浮力材料是深海工程建设的关键技术和关键材料，能为海洋工程装备提供净浮力，是深海资源开发及探测过程中必不可少的关键材料之一，是保障海洋工程装备服役可靠应用的关键技术。随着深海浮力材料的不断发展，从最初的可应用在几百米水深的轻质发泡材料发展到应用于上千米甚至全海深的可加工型固体浮力材料。该种可加工型固体浮力材料通常树脂为基体，空心玻璃微珠作为轻质填料，在一定工艺条件下制备而成的空心玻璃微珠填充环氧树脂基复合材料，具有低密度，高强度，吸水率低等特点，为其配套的海洋工程装备提供稳定净浮力。深海浮力材料的性能不仅取决于具有高性能的轻质填料，更离不开树脂基体的关键性作用。环氧树脂具有机械性能优异、固化收缩性小、优良的耐化学腐蚀性和低吸水性等诸多优点，是固体浮力材料基体的良好选择。以环氧树脂为基体的复合材料广泛应用于电子电气、化工机械、汽车造船、航空航天及海洋工程等领域。然而，在常温下，一般的环氧树脂粘度较高，如环氧值在0.48～0.54mol/100g间的双酚A型E-51环氧树脂，其标准液态树脂在常温25℃下其粘度约11000～14000mPa·s。较大的粘度给工艺操作带来诸多不便，尤其是在树脂基复合材料制备过程中，高粘度的树脂体系对填料混合的均匀性带来极大困难，严重时则影响复合材料的性能及性能稳定性。为了获得具有高微珠填量的低密度浮力材料，就要降低树脂体系的粘度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在保证固化后的树脂浇铸体的各项力学性能特别是耐压性能的前提下，能够降低粘度、提高固化体系的流动性的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物。本专利技术的目的还在于提供一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物的制备方法。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物包括甲乙两个组份，所述甲组份包括：双酚A型环氧树脂52-62份；脂环族环氧树脂25-45份；活性稀释剂10-20份；所述乙组份包括：第一固化剂45-67份；第二固化剂2-8份；乙组分的份数按照甲组份总量为100份计算；上述各组分份数为重量百分比。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物还可以包括如下特征：1、所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述脂环族环氧树脂为六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述活性稀释剂为新戊二醇二缩水甘油醚。2、所述第一固化剂为液态有机酸酐类固化剂甲基四氢苯酐；所述第二固化剂为液态咪唑类固化剂二乙基四甲基咪唑。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物的制备方法为：(1)将双酚A型环氧树脂预热到60-70℃；(2)将预热后的双酚A型环氧树脂加入到反应容器中；(3)将脂环族环氧树脂和活性稀释剂依次加入到反应容器；(4)将反应容器的反应温度设置在100℃；(5)启动搅拌装置，以26rpm的搅拌速度搅拌60min后停止；(6)将容器中的树脂静置至室温；(7)将乙组分加入到反应容器中；(8)启动搅拌装置，以26rpm的搅拌速度搅拌10min后停止。本专利技术提供了一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物及其制备方法。在保证固化后的树脂浇铸体的各项力学性能特别是耐压性能的前提下，降低环氧树脂的粘度，提高环氧树脂固化体系的流动性，进而为满足深海浮力材料制备的可操作性和提高最终产品的性能提供保障。专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物具有如下特点：1、甲组份的外观为无色或淡黄色粘稠状液体，其室温粘度为1000-1800mPa.s，60℃时的粘度为80-100mPa.s，密度为1.1-1.2g/cm3(23℃)，环氧值为0.50-0.60eq/100-1。2、第一固化剂为液态有机酸酐类固化剂甲基四氢苯酐；第二固化剂为液态咪唑类固化剂二乙基四甲基咪唑，两种固化剂复配使用。3、甲组份可作为一种低粘度环氧树脂，乙组分可作为低粘度复合固化剂，甲组份与乙组分组成一种具有良好流动性的环氧树脂胶液。4、乙组分份的外观为黄色或棕色液体，其室温粘度为60-100mPa.s。5、甲乙组分混合后的组合物粘度为400-800mPa.s，组合物室温可操作时间为4-6h。本专利技术中的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物的制备方法的特点为：低粘度环氧树脂组合物在固化过程中具有良好的工艺性，可实现中温固化工艺，并可缩短固化时间。其中新戊二醇二缩水甘油醚，在室温下的粘度仅为15-20mPa.s，其分子结构中带有双环氧基结构(化学结构式见图1)，能保证低粘度环氧树脂固化后交联密度。其中六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯具有刚性六元环结构该结构可以保证固化后浇铸体的耐压强度和刚性，两个缩水甘油酯基还可增加浇铸体的韧性(化学结构式见图2)。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物的制备方法，其中第一固化剂为液态有机酸酐甲基四氢苯酐，具有低粘度、低挥发的性质，并与环氧树脂具有良好的混溶性，第二固化剂为液态咪唑类固化剂二乙基四甲基咪唑，二者的结构中的均具有刚性环状结构，可以保证固化后浇铸体的耐压缩强度和刚度。二者进行复合后，即降低了固化温度，又保证了具有低粘度的液态有机酸酐在体系中的配合量，进一步降低环氧树脂组合物的粘度。液态咪唑类固化剂二乙基四甲基咪唑一部分起到了降低体系的固化反应温度的作用，一部分参与到了固化反应中。两种固化剂的复合进一步降低了树脂组合物的粘度，也实现了低粘度环氧树脂的中温固化。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，固化后树脂浇铸体的耐压强度为110-130MPa。本专利技术的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，可满足深水浮力材料对树脂体系的要求。其制备工艺方法简单，节约能效，适合大规模生产。附图说明图1新戊二醇二缩水甘油醚的化学结构式。图2六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯S-184化学结构式。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1：分别按照表1配比制备深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，具体制备方法为：(1)将双酚A型环氧树脂E51预热到60-70℃；(2)以质量份数计量，取56份预热后的双酚A型环氧树脂E51加入到反应容器中；(3)将30份脂环族环氧树脂和14份活性稀释剂依次加入到反应容器；(4)将反应容器的反应温度设置在100℃；(5)启动搅拌装置，以26rpm的搅拌速度搅拌60min后停止；(6)将容器中的树脂静置至室温；(7)取50份固化剂1和4份固化剂2混合后组成乙组，并加入到反应容器中，乙组分的份数按照甲组份总量为100份计算；(8)启动搅拌装置，以26rpm的搅拌速度搅拌10min后停止，获得深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物；(9)将得到的低粘度环氧树脂组合物浇注到经过脱模剂均匀涂抹后的浇铸体测试试样模具中；(10)将浇注好的模具放入干燥箱中进行热固化，固化制度按照50℃加热2h后70℃加热2h，再100℃加热6h，固化结束后随炉冷却至室温。表1深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物重量份组分在表1中：双酚A型环氧树脂为环氧树脂E51；其中脂环族环氧树脂为六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，活性稀释剂为新戊二醇二缩水甘油醚，固化剂1为甲基四氢苯酐，固化剂2为二乙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，包括甲乙两个组份，其特征是：所述甲组份包括：双酚A型环氧树脂        52‑62份；脂环族环氧树脂         25‑45份；活性稀释剂             10‑20份；所述乙组份包括：第一固化剂      45‑67份；第二固化剂      2‑8份；乙组分的份数按照甲组份总量为100份计算；上述各组分份数为重量百分比。

【技术特征摘要】
1.一种深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，包括甲乙两个组份，其特征是：所述甲组份包括：双酚A型环氧树脂52-62份；脂环族环氧树脂25-45份；活性稀释剂10-20份；所述乙组份包括：第一固化剂45-67份；第二固化剂2-8份；乙组分的份数按照甲组份总量为100份计算；上述各组分份数为重量百分比。2.根据权利要求1所述的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，其特征是：所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述脂环族环氧树脂为六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯；所述活性稀释剂为新戊二醇二缩水甘油醚。3.根据权利要求1或2所述的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物，其特征是：所述第一固化剂为液态有机酸酐类固化剂甲基四氢苯酐；所述第二固化剂为液态咪唑类固化剂二乙基四甲基咪唑。4.一种权利要求1所述的深海浮力材料用低粘度环氧树脂组合物的制备方法，其特征是：(1)将双...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔英杰，邢志鹏，张晓红，王晓东，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23