一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法技术

本发明专利技术提出了一种环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法，所述预浸料包括树脂和增强纤维，树脂按质量百分比为100％计算，包括环氧乙烯基酯55

【技术实现步骤摘要】
一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料
，尤其涉及一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法。

技术介绍

[0002]通过连续纤维预浸料制造的复合材料具有力学性能高、一致性好、工作环境卫生等优点，被广泛应用于航天航空等高新
随着我国军民领域先进装备的发展，特别是高性能复合材料在船舶、轨道交通等大型装备上的推广应用，对高性能复合材料的需求越来越大，目前连续纤维预浸料主要针对航天航空装备开发，制造的复合材料构件力学性能优异，但是预浸料成本高、需要高温固化、固化速度慢、需要专用装备固化，不适合用来制造船舶、轨道交通等大型装备。因此为了能够使预浸料适用于大型民用构件的生产，现有技术引入交联单体，通过自由基引发固化的方式来降低固化的温度，从而使预浸料得到了很好的推广。
[0003]目前常用的交联单体主要为苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，这两类单体一方面存在较大的挥发性，使生产过程不够环保；另一方面，这两种单体稀释的乙烯基酯树脂需要用MgO、CaO、无机触变剂或异氰酸酯等化学增稠剂来进行增稠，这些增稠剂一方面会在一定程度上降低预浸料制备得到的大型复杂结构的力学性能，另一方面使预浸料中树脂组分在成型温度(100℃以下)下仍然具有很高的粘度，需要高温高压条件下进行充模，不适用与低成本的真空袋压工艺，大幅度提高了生产加工的难度和成本。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种能够有效降低预浸料固化温度，同时又能够在一定程度上提高预浸料在生产和加工过程中的环保性能，并提高预浸料固化后的力学性能的环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，包括树脂和增强纤维，树脂按质量百分比为100％计算，包括：
[0006][0007]在以上技术方案的基础上，优选的，所述节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料按质量百分比为100％计算，包括树脂25
‑
50％，增强纤维50
‑
75％。
[0008]在以上技术方案的基础上，优选的，所述常温结晶单体为N
‑
甲基马来酰亚胺、N
‑
环己基马来酰亚胺、四氢苯酐和马来酸酐中的一种或几种。
[0009]在以上技术方案的基础上，优选的，所述乙烯基单体为苯二甲酸二烯丙酯。
[0010]在以上技术方案的基础上，优选的，所述苯二甲酸二烯丙酯为邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯中的一种或几种。
[0011]更进一步优选的，所述固化剂为2，5
‑
二甲基
‑
2，5
‑
二(2
‑
乙基己酰过氧化)己烷、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔戊酯中的一种。
[0012]在以上技术方案的基础上，优选的，所述增强纤维为玻璃纤维、玻璃纤维织物、碳纤维和碳纤维织物中的一种。
[0013]本专利技术还提供一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料的制备方法，包括如下步骤：
[0014]步骤S1、将环氧乙烯基酯加热至60
‑
80℃，加入苯二甲酸二烯丙酯，保温搅拌20
‑
40min，再加入常温结晶单体，继续保温搅拌40
‑
80min，降温至45
‑
55℃，加入固化剂，保温搅拌5
‑
15min得到树脂；
[0015]步骤S2、加热树脂使其进入熔融状态，将增强纤维浸入熔融状态的树脂中，挤出多余的树脂后，得到预浸料，在预浸料的上下表面覆盖薄膜，成卷封装后，在
‑
20～
‑
10℃下库存。
[0016]在以上技术方案的基础上，作为优选的，预浸料的上下表面覆盖的薄膜可以是聚乙烯薄膜也可以是离型纸，作为最优选的，其中一侧面覆盖聚乙烯薄膜，另一侧面覆盖离型纸。
[0017]本专利技术还提供一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料的固化方法，具体包括如下步骤：
[0018]首先，将将预浸料其中一面的薄膜撕开，将其铺覆在模具表面并紧密贴合，然后撕开另一面的薄膜，根据产品的设计厚度，选择性地在第一层预浸料的表面重复上述步骤进行预浸料铺设，直至达到产品厚度要求；
[0019]然后，在预浸料远离模具的一面从内到外依次铺覆脱模布、隔离膜和吸胶毡，并用真空袋将预浸料成型区域密封，然后保持真空袋内的真空压力不低于
‑
0.08MPa；
[0020]最后，将预浸料的温度升高至95
‑
100℃，保持该温度，按照10min/mm，根据预浸料的厚度确定固化时间。
[0021]在以上技术方案的基础上，优选的，将预浸料的温度升高至95
‑
100℃的方法包括：向模具内通入95
‑
100℃的加热介质，或者将预浸料连通模具一起放入加热容器内加热至95
‑
100℃。
[0022]本专利技术的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料及其制备方法和固化方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术采用结晶交联单体和低挥发的交联单体与环氧乙烯基酯树脂合理配合，采用低温引发过氧化物固化的固化剂对预浸料树脂进行固化，所得预浸料可以采用真空袋压成型，固化的温度降低至95
‑
100℃，固化时间大幅度缩短，便于企业生产，生产条件相比现有技术更加温和，对大型特种设备的依赖性降低，有利于企业进行规模化生产；
[0024](2)本专利技术的制备方法和固化方法简单，生产成本更低，且易于进行操作和条件控
制，采用结晶性交联单体增稠的环氧乙烯基酯树脂，代替传统的碱金属氧化物、无机触变剂或异氰酸酯，先比传统的增稠体系需要高温高压才能使树脂粘度降低而有效充模而言，本法的预浸料在常温下具有良好的铺覆性的粘度要求，在100℃下树脂粘度迅速降低而有效充模，而且只需要简单的真空袋压工艺就可以得到性能优异的复合材料，大大降低了大型复杂高性能复合材料构件的制造成本；
[0025](3)同时本专利技术采用结晶交联单体和部分低挥发的交联单体，赋予预浸料成型过程中无明显气味，环境友好的特性，因此本专利技术相比现有技术具有更高的性能、更低的成本，更加环保。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]下面结合实施例对本专利技术的方案做进一步的说明：
[0028]以下实施方式中：
[0029]环氧乙烯基酯购自荣威901环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，包括树脂和增强纤维，所述树脂按质量百分比为100％计算，包括：2.如权利要求1所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，所述常温结晶单体为N
‑
甲基马来酰亚胺、N
‑
环己基马来酰亚胺、四氢苯酐和马来酸酐中的一种或几种。3.如权利要求1所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，所述乙烯基单体为苯二甲酸二烯丙酯。4.如权利要求3所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，所述苯二甲酸二烯丙酯为邻苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯中的一种或几种。5.如权利要求1所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，所述固化剂为2，5
‑
二甲基
‑
2，5
‑
二(2
‑
乙基己酰过氧化)己烷、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔丁酯、过氧化
‑2‑
乙基己酸叔戊酯中的一种。6.如权利要求1所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、玻璃纤维织物、碳纤维和碳纤维织物中的一种。7.如权利要求1
‑
6中任一所述的节能环保环氧乙烯基酯树脂预浸料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、将环氧乙烯基酯加热至60
‑
80℃，加入苯二甲酸二烯丙酯，保温搅拌20
‑
40...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐任信，姚慧，徐琪茗，
申请(专利权)人：武汉航威新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：