一种环氧树脂基体、复合材料、车架及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环氧树脂基体、复合材料、车架及其制备方法，所述环氧树脂基体按重量份计包括以下组分：主体树脂20～100份，增韧剂10～40份，固化剂5～10份，促进剂2～10份，所述增韧剂中含有噁唑烷酮改性环氧树脂；本发明专利技术提供的环氧树脂基体，通过以三官能团、四官能团环氧树脂为主体树脂，使用噁唑烷酮改性环氧树脂作为增韧剂，具有高强度高模量的性能，能够满足预浸料的热熔加工工艺，且织板的可操作性好，使得最终得到的环氧树脂基体Vf含量由50～55％提升到60～65％，与碳纤维复合时，能够发挥出碳纤维的高强度高模量的特性，可进一步减轻碳纤维车架的质量，提高整车的舒适性，在车架中具有良好的应用前景。

A kind of epoxy resin matrix, composite material, frame and its preparation method

The invention provides an epoxy resin matrix, a composite material, a frame and a preparation method thereof. The epoxy resin matrix includes the following components by weight: 20-100 parts of the main resin, 10-40 parts of the toughening agent, 5-10 parts of the curing agent, 2-10 parts of the accelerator, and the toughening agent contains oxazolidineone modified epoxy resin. The epoxy resin matrix provided by the invention is composed of three parts, namely The epoxy resin with energy group and four functional groups is the main resin, and the epoxy resin modified by oxazolidinone is used as the toughening agent, which has the properties of high strength and high modulus, can meet the hot melt processing process of prepreg, and the operability of woven board is good, so that the VF content of the final epoxy resin matrix increases from 50-55% to 60-65%, and can play the role of carbon fiber when compounded with carbon fiber The characteristics of high strength and high modulus can further reduce the quality of carbon fiber frame, improve the comfort of the whole vehicle, and have a good application prospect in the frame.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂基体、复合材料、车架及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域，涉及一种环氧树脂基体、复合材料、车架及其制备方法。
技术介绍
T800、T1000、T1100、MR70、YS60纤维属于全球目前最好的几种纤维，这些纤维与环氧树脂复合后可用来做超轻量化碳纤维产品，但市面上的树脂在性能上很难满足高强度高模量，且市面上现有的织板碳纤维质量FAW为80±2，树脂含量RC为35-37％，做不到FAW为70±2，RC为32-34％。市面上的树脂与T800、T1000、T1100、MR70、YS60复合难以发挥它们高强度高模量的特性，这制约着超轻量化碳纤维产品进一步的发展。CN107641192A公开了一种高强度高韧性环氧树脂，所述高强度高韧性环氧树脂是由包括以下组分的原料固化而得：基体树脂、固化剂、促进剂；所述的各组分按重量百分比计：基体树脂为38wt％～59wt％；固化剂为38wt％～59wt％；促进剂为0.1wt～3wt％；所述基体树脂为环氧树脂和活性稀释剂混合物；所述活性稀释剂为带有侧链的弱极性环氧化合物。此方法提供的环氧树脂性能一般，并且无法满足T800、T1000、T1100、MR70、YS60纤维高强度高模量的特性。CN109294215A公开了一种聚氨酯树脂组合料和用途及一种聚氨酯材料。所述高强度高模量聚氨酯树脂组合料包括：A组分，包含低聚物多元醇、小分子扩链剂和相容剂；B组分，包含多亚甲基多苯基异氰酸酯、二异氰酸酯以及二异氰酸酯衍生物中的一种或多种；C组分，环氧功能化的聚苯醚微球粒子。将A、B和C组分搅拌混合后进行热固化，得到高强度高模量的聚氨酯材料，拉伸强度可达62～82MPa。此方法提供的聚氨酯树脂组合料的力学性能还有待加强，并且也无法匹配T800、T1000、T1100、MR70、YS60的特性，无法通过复合发挥更优异的效果。CN101798380A公开了一种高强度高韧性环氧树脂体系的制备方法，它涉及一种环氧树脂体系的制备方法。解决现有环氧树脂体系不能同时实现固化前环氧树脂液体体系黏度小、适用期长和固化后的环氧树脂的力学性能好的问题。制备方法：将MBOEA和660混合加热得改性固化剂，再将改性固化剂加入TDE-85和E-51混合物中共混得环氧树脂液体体系；将环氧树脂液体体系固化即可。环氧树脂液体体系粘度为700～1000mPa·s，适用期8～16h，满足复合材料湿法成型工艺要求；固化后环氧树脂拉伸强度80～100MPa，拉伸模量3.0～3.8GPa，断裂延伸率4.0～7.0％。工艺简单，适于工业化生产。但是此环氧树脂体系的强度还有待提升。目前市面上的树脂在性能上很难满足高强度高模量，与T800、T1000、T1100、MR70、YS60纤维复合难以发挥纤维的优势和特性。因此，开发一种可应用于超轻量化碳纤维产品的高强度高模量高弹性的环氧树脂体系，具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种环氧树脂基体、复合材料、车架及其制备方法，以解决现有的环氧树脂基体难以匹配碳纤维，无法发挥碳纤维的高强度高模量的性能，并且织板RC的含量过高的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种环氧树脂基体，所述环氧树脂基体按重量份计包括以下组分：主体树脂20～100份，增韧剂10～40份，固化剂5～10份，促进剂2～10份，所述增韧剂中含有噁唑烷酮改性环氧树脂。本专利技术提供的环氧树脂基体，通过以三官能团、四官能团环氧树脂为主体树脂，使用噁唑烷酮改性环氧树脂作为增韧剂，具有高强度高模量的性能，能够满足预浸料的热熔加工工艺，且织板的可操作性好，使得最终得到的环氧树脂基体的碳纤维含量Vf由50～55％提升到60～65％，与碳纤维复合时，能够发挥出碳纤维的高强度高模量的特性。目前现有的树脂在性能上很难满足高强度高模量的碳纤维，且市面上的织板RC一般为35～37％，无法降低至32～34％，且可操作性较差。本专利技术所述主体树脂的重量份为20～100份，例如可以是20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、60份、70份、80份、90份或100份等。优选地，所述主体树脂包括TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜(DDS)形成的预聚体、南亚128环氧树脂、南亚901环氧树脂、南亚704环氧树脂、南亚631环氧树脂、南亚907环氧树脂、南亚115环氧树脂或缩水甘油胺型环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术所述TDE-85为4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；所述南亚128环氧树脂是标准的双酚A型环氧树脂，南亚901环氧树脂是普通环氧树脂，南亚704环氧树脂是邻甲酚型环氧树脂，南亚631环氧树脂是酚醛型环氧树脂，南亚907环氧树脂是二甲苯稀释后的环氧树脂，南亚115环氧树脂是丁基缩水甘油醚稀释后的环氧树脂；缩水甘油胺型环氧树脂为分子链含有缩水甘油胺的一类环氧树脂，主要包括二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、二缩水甘油基对氨基苯酚等等，环氧树脂基体中可以使用任意的缩水甘油胺环氧树脂。优选地，所述主体树脂按重量份计由10～30份(例如12份、15份、18份、20份、23份、25份或28份等)的TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜形成的预聚体、2～30份(例如3份、5份、7份、10份、12份、15份、18份、20份、23份、25份或28份等)的南亚128环氧树脂、5～20份(例如7份、10份、12份、15份或18份等)的南亚901环氧树脂、1～10份(例如2份、4份、6份、8份或10份等)的南亚704环氧树脂和5～10份(例如6份、7份、8份、9份或10份等)的缩水甘油胺型环氧树脂组成。在本专利技术中，主体树脂优选上述几种的组合，能够使得强度和模量更高，并且能够匹配碳纤维的性能。原因有以下几点：1、TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜分子链刚性结构多，交联固化后分子整体刚性提升明显，弯曲、拉升性能提升较多，但是冲击强度有待提高；2、增韧剂中的噁唑烷酮改性环氧树脂也有提升弯曲、拉升的作用，最重要的是改善体系的冲击强度；3、苯氧树脂分子量高，可在体系中形成互穿网络结构，提高同体系的冲击强度；4、整个体系主要是环氧提供刚性、拉升强度、拉升模量，增韧剂改善冲击性能。优选地，所述TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜形成的预聚体由以下步骤制备得到：将TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜在保护性气氛下，加热反应得到预聚体。优选地，所述TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜的质量比为(0.5～2):1，例如可以是0.5:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1或2:1等。优选地，所述保护性气氛由氮气或氩气提供。优选地，所述加热反应的温度为100～140℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃或135℃等。优选地，所述加热反应的时间为1～2h，例如可以是1h、1.2h、1.5h、1.6h、1.8h或2h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂基体，其特征在于，所述环氧树脂基体按重量份计包括以下组分：主体树脂20～100份，增韧剂10～40份，固化剂5～10份，促进剂2～10份，所述增韧剂中含有噁唑烷酮改性环氧树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂基体，其特征在于，所述环氧树脂基体按重量份计包括以下组分：主体树脂20～100份，增韧剂10～40份，固化剂5～10份，促进剂2～10份，所述增韧剂中含有噁唑烷酮改性环氧树脂。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂基体，其特征在于，所述主体树脂包括TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜形成的预聚体、南亚128环氧树脂、南亚901环氧树脂、南亚704环氧树脂、南亚631环氧树脂、南亚907环氧树脂、南亚115环氧树脂或缩水甘油胺型环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述主体树脂按重量份计由10～30份的TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜形成的预聚体、2～30份的南亚128环氧树脂、5～20份的南亚901环氧树脂、1～10份的南亚704环氧树脂和5～10份的缩水甘油胺型环氧树脂组成。


3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂基体，其特征在于，所述TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜形成的预聚体由以下步骤制备得到：将TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜在保护性气氛下，加热反应得到预聚体；
优选地，所述TDE-85与4,4'-二氨基二苯砜的质量比为(0.5～2):1；
优选地，所述保护性气氛由氮气或氩气提供；
优选地，所述加热反应的温度为100～140℃；
优选地，所述加热反应的时间为1～2h。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的环氧树脂基体，其特征在于，所述噁唑烷酮改性环氧树脂的制备方法包括以下步骤：
将南亚128环氧树脂、南亚901环氧树脂、南亚638环氧树脂、南亚704环氧树脂中的至少2种混合搅拌，优选为将南亚128环氧树脂和南亚901环氧树脂混合搅拌，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯，真空下反应得到所述噁唑烷酮改性环氧树脂；
优选地，所述南亚128环氧树脂、南亚901环氧树脂和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为1:(1～1.5):(0.5～2)；
优选地，所述混合的温度为90～120℃；
优选地，所述混合搅拌在行星搅拌釜中进行；
优选地，所述行星搅拌釜的搅拌转速为40～50r/min；
优选地，所述行星搅拌釜的分散盘转速为700～800r/min；
优选地，所述混合搅拌的时间为50～80min；
优选地，加入二苯基甲烷二异氰酸酯后，行星搅拌釜的搅拌转速调整为120～160r/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦松，
申请(专利权)人：东莞泰合复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44