一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系，它以环氧树脂、活性稀释剂、酸酐固化剂、复合型促进剂和原位反应增韧剂为主要原料制备而成。本发明专利技术通过原位反应将带有活性反应基团的长链增韧组分很好地分散与结合在树脂体系中增加拉挤制品的韧性，从而改善拉挤生产工艺中容易出现的粘模和出粉等现象，提高拉挤制品的工艺性；采用金属盐促进剂和叔胺类促进剂复合的形式，在保证工艺条件不发生改变的同时大大增加胶料的适用期，能有效降低生产成本，提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系及其制备方法。

技术介绍

[0002]拉挤成型制品与一般成型法制得的玻璃钢相比，具有机械强度高等优点，具体性能与所用纤维种类和结构、树脂种类和含量、工艺等因素有关。环氧树脂由于具有优异的反应性和良好的力学性能、耐热性、耐化学性能被广泛应用于拉挤制品的生产中。其中，玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能优良，可替代金属、木材制品，用作结构部件，常用于风力发电机叶片上。
[0003]然而在实际生产过程当中，当拉挤具有较小R角的制品时，角上往往会有粘模和出粉的现象出现，影响生产效率和产品质量；而对环氧体系进行增韧是一个行之有效的方法，可以大大降低粘模和出粉现象的发生，有效改善产品的工艺性。
[0004]目前已有较多关于环氧树脂增韧改性的研究，可采用如橡胶弹性体增韧、热致性液晶高分子增韧、热塑性塑料增韧、核壳聚合物增韧和超支化聚合物增韧等一系列增韧方法。然而现有增韧方法通常存在成本过高、环氧树脂固化物的耐热性和力学性能不足等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种原位反应增韧环氧树脂体系，可有效改善拉挤生产工艺中容易出现的粘模和出粉现象，提高拉挤制品的工艺性，同时可大大增加了胶料的适用期，能有效降低生产成本，提高生产效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系，它以环氧树脂、活性稀释剂、酸酐固化剂、复合型促进剂和原位反应增韧剂为主要原料，其中复合型促进由金属盐类促进剂和叔胺类促进剂组合而成，原位反应增韧剂为具有活性反应端基和长链结构(直链碳数为12以上)的有机化合物。
[0008]上述方案中，原位反应增韧环氧树脂体系中各原料及其所占重量份数包括：环氧树脂100份，活性稀释剂5～15份，酸酐固化剂70～85份，复合型促进剂0.8～2份，原位反应增韧剂10～30份。
[0009]上述方案中，所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂，可选用E
‑
51、E
‑
44等环氧树脂中的一种或几种。
[0010]上述方案中，所述活性稀释剂采用长链型单官能度环氧活性稀释剂或长链型双官能度环氧活性稀释剂，该稀释剂在起到稀释作用的同时由于其结构中具有双官能度的环氧基团，可以通过原位反应将活性稀释剂中的柔性长链引入到固化体系中达到增韧的作用。
[0011]进一步的，所述长链型单官能度环氧活性稀释剂可选用C12～14烷基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、2
‑
乙基
‑
己基缩水甘油醚、三级羧酸缩水甘油醚中的一种或几种；长链型双官能度环氧活性稀释剂可选用乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、季戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。
[0012]优选的，所述活性稀释剂的用量为8～12份，当活性稀释剂的用量大于15份时，会导致体系黏度过小，容易滴胶及流失而不利于挂胶，使产品缺胶而形成白斑，同时引入固化体系的柔性长链过多对固化物的力学性能有较大影响；当活性稀释剂的用量小于5份时，则会导致体系黏度过大，不利于浸润渗透玻璃纱和填料及排除胶内的空气，降低生产效率和产品质量，同时对固化体系的增韧效果也不明显。在本专利技术所述环氧体系中加入活性稀释剂后所得预浸料的黏度为200～2000mpa
·
s/25℃，优选为200～1200mpa
·
s/25℃。
[0013]上述方案中，所述酸酐固化剂大多数挥发性小，生理毒性低，对皮肤刺激性小，且作为固化剂使用时和环氧树脂的配合量较大，室温固化缓慢不能完全固化树脂，需要高温加热才能固化，所以室温下使用期较长，便于操作；适用于作为拉挤成型环氧树脂体系的固化剂。
[0014]上述方案中，所述酸酐固化剂的用量为70～85份，优选75～80份，当酸酐固化剂的用量低于70份时，环氧树脂会因反应不完全而残留，导致固化物力学性能下降；用量高于85份时，酸酐会残留，同样使固化物的力学性能降低，最佳用量要根据具体使用的酸酐固化剂种类通过计算得到。
[0015]上述方案中，所述酸酐固化剂可选用甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、桐油酸酐中的一种或几种。
[0016]上述方案中，所述复合型促进剂由金属盐类促进剂和叔胺类促进剂组合而成；其中，每100份环氧树脂中，金属盐类促进剂的用量为0.2～0.8份，叔胺类促进剂的用量为0.6～1.2份；金属盐类促进剂是潜伏型促进剂，当温度低于其分解温度时该促进剂以络合物形式存在，并不会参与反应；一旦当温度高于其分解温度，该促进剂会分解促进反应进行；叔胺类促进剂作为中低温固化反应促进剂，适量加入可以有效降低固化反应温度和时间。两种类型的促进剂配合，可以达到既满足拉挤工艺的需要又提高常温下适用期的目的。
[0017]进一步地，所述金属盐类促进剂可选用羧酸金属盐类促进剂和/或乙酰丙酮金属盐类促进剂。
[0018]上述方案中，所述羧酸金属盐类促进剂可选用环烷酸锌、环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸钙、辛酸锌、异辛酸锌等中的一种或几种；乙酰丙酮金属盐类促进剂可选用乙酰丙酮铝、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铬、乙酰丙酮钴等中的一种或几种。
[0019]上述方案中，所述叔胺类促进剂可选用2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚的三(2
‑
乙基己酸)盐、2,4,6
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三(二甲氨基甲基)苯酚的三油酸盐、苄基二甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N,N
‑
二甲基苯胺、1,8
‑
二氮杂二环十一碳
‑7‑
烯、吡啶、邻羟基苄基二甲胺等中的一种或几种。
[0020]上述方案中，每100份环氧树脂中，所述复合型促进剂的用量控制在0.8～2份，优选为1～1.5份，促进剂的使用主要是加快固化反应的进行，使固化体系的凝胶温度和固化时间控制在130～150℃以及2～6min之内。当促进剂的用量低于0.8份时，会导致促进作用不明显，固化物在通过模腔后固化不完全，不能满足拉挤制品的生产；当促进剂的用量超过
2份时，会在体系中起到固化剂的作用，增加体系的反应活性，降低固化体系的适用期，使胶在浸胶槽中发生凝胶或变稠至不能浸透玻璃纱的现象出现，同时会使制品颜色发黄。
[0021]上述方案中，所述原位反应增韧剂采用具有端氨基、端羧基或端羟基的聚醚、聚酰胺、聚酯或长碳链结构物质，其作为增韧剂时分子结构中带有的活性反应基团能够使其直接参与到固化反应中去，从而使增韧组分很好地分散到体系中起到增韧的作用，起到增韧作用的主要是其分子结构中的柔性长链。
[0022]上述方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于拉挤成型的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，它以环氧树脂、活性稀释剂、酸酐固化剂、复合型促进剂和原位反应增韧剂为主要原料，其中复合型促进剂由金属盐类促进剂和叔胺类促进剂组合而成，原位反应增韧剂为具有活性反应端基和长链结构的有机化合物。2.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，各原料及其所占重量份数包括：环氧树脂100份，活性稀释剂5～15份，酸酐固化剂70～85份，复合型促进剂0.8～2份，原位反应增韧剂10～30份。3.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂。4.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述活性稀释剂为长链型单官能度环氧活性稀释剂或长链型双官能度环氧活性稀释剂。5.根据权利要求4所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述长链型单官能度环氧活性稀释剂为C12～14烷基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、2
‑
乙基
‑
己基缩水甘油醚、三级羧酸缩水甘油醚中的一种或几种；长链型双官能度环氧活性稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、季戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述酸酐固化剂为甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、桐油酸酐中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述复合型促进剂由金属盐类促进剂和叔胺类促进剂组合而成；其中，每100份环氧树脂中，金属盐类促进剂的用量为0.2～0.8份，叔胺类促进剂的用量为0.6～1.2份。8.根据权利要求1所述的原位反应增韧环氧树脂体系，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭永利，祝亮，徐劲峰，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：