环氧树脂组合物及其复合材料制造技术

本发明专利技术涉及环氧树脂组合物及其复合材料，属于环氧树脂技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种长可操作时间且能够快速固化的环氧树脂组合物。该环氧树脂组合物，包含A组分：液体环氧树脂组分；B组分：固化剂；和C组分：促进剂。本发明专利技术环氧树脂组合物可以替代“环氧

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂组合物及其复合材料


[0001]本专利技术涉及环氧树脂组合物及其复合材料，属于环氧树脂


技术介绍

[0002]风能是一种最清洁，最环境友好的可再生能源，是石化能源的理想替代品之一。世界主要国家都将发展风能作为实现“碳中和”目标的重要手段。因而风力发电具有广阔的市场前景和巨大的发展潜力。风电叶片是风力发电机的关键部件，它主要起着捕捉风力并传承给发电机组的作用。目前90％以上的风电叶片都是通过纤维增强树脂复合材料来制作的。环氧树脂是使用最普遍的基体树脂，固化剂普遍采用胺类。这种“环氧
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胺”树脂体系具有很多优势。首先，通过聚醚胺和脂环胺的复配，可以获得较长的可操作性时间。特别是可以获得操作时间长于2小时的环氧树脂体系从而满足大尺寸风电叶片壳体和主梁的灌注要求。其次通过环氧
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胺的树脂体系还具有良好的强度和韧性平衡，满足风电叶片静力载荷和疲劳寿命的要求。此外“环氧
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胺”对环境要求不高，对湿气不敏感。上述的诸多优点使得多年来“环氧
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胺”树脂体系在风电叶片中的应用中逐渐获得了统治的地位。
[0003]然而，“环氧
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胺”树脂体系也存在一些缺点。首先，“环氧
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胺”树脂体系的成本高，随着风电的平价上网，产业链对降本的要求越来越高。“环氧
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胺”树脂体系的材料成本高，不能满足这一需求。其次，长操作时间的“环氧
‑
胺”树脂体系固化速度慢，目前常见的风电环氧树脂需要在70℃下至少加热240min以上才能达到可脱模时间，限制了风电叶片制造效率的提升。

技术实现思路

[0004]针对以上缺陷，本专利技术解决的技术问题是提供一种长可操作时间且能够快速固化的环氧树脂组合物。
[0005]本专利技术环氧树脂组合物，包含以下组分：
[0006]A、液体环氧树脂组分；
[0007]B、固化剂：所述固化剂包含液体酸酐和活性烯键羧酸，且活性烯键羧酸在固化剂中的占比为质量比10～80％；
[0008]C、促进剂。
[0009]在本专利技术的一个实施方式中，所述液体环氧树脂组分包含液体环氧树脂和自由基引发剂。
[0010]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述述液体环氧树脂选自液体双酚A环氧树脂、液体双酚F环氧树脂、1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、1,6
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己二醇二缩水甘油醚和C12
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C14烷基缩水甘油醚中的至少一种。
[0011]在一个具体实施方式中，所述自由基引发剂选自过氧化甲乙酮，异丙苯过氧化二苯甲酰，过氧化醋酸叔丁酯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。
[0012]在本专利技术的一个具体实施方式中，所述活性烯键羧酸的结构式为式(1)所示：
[0013][0014]其中，R1选自氢、甲基、苯基或羧基，R2选自氢、甲基、乙基或甲酸基。
[0015]在本专利技术的一些具体实施例中，所述活性烯键羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、桂皮酸、丁烯酸、富马酸和衣康酸中的至少一种。
[0016]在本专利技术的一些具体实施方式中，活性烯键羧酸在固化剂中的占比为质量比20～60％。
[0017]在本专利技术的一些具体实施方式中，液体环氧树脂组分、固化剂和促进剂的质量比为100:80～140:1～10。
[0018]在本专利技术的一个具体实施例中，液体环氧树脂组分、固化剂和促进剂的质量比为100:120:5。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述促进剂为环烷酸钴，异辛酸钴，乙酰丙酮钴，乙酰丙酮铬，异辛酸锡和异辛酸铬中的至少一种。
[0020]本专利技术解决的第二个技术问题是提供一种环氧树脂基复合材料。
[0021]本专利技术所述环氧树脂基复合材料，包含树脂基体和增强材料，所述树脂基体为本专利技术所述的环氧树脂组合物。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述环氧树脂基复合材料通过真空灌注工艺，拉挤工艺或缠绕工艺制备。
[0023]在一个具体的实施例中，所述环氧树脂基复合材料是真空灌注工艺制备的。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术通过引入活性烯键的不饱和羧酸，使环氧树脂的固化机理由环氧
‑
酸酐开环聚合固化转变成环氧
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酸酐开环聚合，自由基聚合以及环氧
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羧酸开环聚合三元复合固化机理。由于自由基反应的存在，配合引发剂和促进剂，使得该环氧树脂组合物能够快速固化，克服了纯的环氧
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酸酐在室温和中温(50℃
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90℃)固化速度慢的缺点。
[0026]2、本专利技术提出一种环氧树脂组合物及其制备的复合材料，该环氧树脂组合物具有长可操作时间，并能够快速固化，适用于真空灌注工艺，拉挤工艺、缠绕工艺等工艺，可用于大型复合材料部件的制作，并提高复合材料的生产效率。
[0027]3、本专利技术环氧树脂组合物可以替代“环氧
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胺”树脂体系，降低了环氧树脂组合物的成本，具有非常好的经济性。
具体实施方式
[0028]本专利技术环氧树脂组合物，包含以下组分：
[0029]A、液体环氧树脂组分；
[0030]B、固化剂：所述固化剂包含液体酸酐和活性烯键羧酸，且活性烯键羧酸在固化剂中的占比为质量比10～80％；
[0031]C、促进剂。
[0032]本专利技术环氧树脂组合物，包含A组分(即液体环氧树脂组分)、B组分(即固化剂)和C
组分(即促进剂)，通过固化剂中引入活性烯键羧酸，使得该环氧树脂的固化机理由环氧
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酸酐开环聚合固化转变成环氧
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酸酐开环聚合，自由基聚合以及环氧
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羧酸开环聚合三元复合固化机理。配合引发剂和促进剂，使得该环氧树脂组合物能够快速固化，克服了纯的环氧
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酸酐在室温和中温(50℃～90℃)固化速度慢的缺点。
[0033]在本专利技术的一个实施方式中，所述液体环氧树脂组分包含液体环氧树脂和自由基引发剂。
[0034]本领域常用的液体环氧树脂均适用于本专利技术，在本专利技术的一个具体实施方式中，所述述液体环氧树脂选自液体双酚A环氧树脂、液体双酚F环氧树脂、1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、1,6
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己二醇二缩水甘油醚和C12
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C14烷基缩水甘油醚中的至少一种。
[0035]本领域常用的自由基引发剂均适用于本专利技术。在一个具体实施方式中，所述自由基引发剂选自过氧化甲乙酮，异丙苯过氧化二苯甲酰，过氧化醋酸叔丁酯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。
[0036]本专利技术中，活性烯键羧酸为同时带有烯键和羧酸的有机物。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述活性烯键羧酸的结构式为式(1)所示：
[0037][0038]其中，R1选自氢、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.环氧树脂组合物，其特征在于，包含以下组分：A、液体环氧树脂组分；B、固化剂：所述固化剂包含液体酸酐和活性烯键羧酸，且活性烯键羧酸在固化剂中的占比为质量比10～80％；C、促进剂。2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于：所述液体环氧树脂组分包含液体环氧树脂和自由基引发剂。3.根据权利要求2所述的环氧树脂组合物，其特征在于：所述液体环氧树脂选自液体双酚A环氧树脂、液体双酚F环氧树脂、1,4
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丁二醇二缩水甘油醚、1,6
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己二醇二缩水甘油醚和C12
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C14烷基缩水甘油醚中的至少一种；所述自由基引发剂选自过氧化甲乙酮，异丙苯过氧化二苯甲酰，过氧化醋酸叔丁酯和叔丁基过氧化氢中的至少一种。4.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于：所述活性烯键羧酸的结构式为式(1)所示：其中，R1选自氢、甲基、苯基或羧基，R2选自氢、甲基、乙基或甲酸基。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周百能，肖毅，钟连兵，邓银洁，
申请(专利权)人：四川东树新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：