System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 高降解率低碳环保型绝缘树脂体系、再制造环氧树脂、其制备方法及应用技术_技高网

高降解率低碳环保型绝缘树脂体系、再制造环氧树脂、其制备方法及应用技术

技术编号:43234587 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-05 17:21
本发明专利技术提供了一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系。与现有技术相比,本发明专利技术利用环氧树脂与醇溶剂之间的动态键交换反应,将工业中常用的高性能环氧树脂降解为低聚物,降解条件温和,且无需额外催化剂;通过树脂降解,回收得到结构完整的碳纤维织物;将低聚物作为反应物制备新的环氧树脂,称为再制造环氧树脂;用再制造环氧树脂制备碳纤维复合材料,其强度与原环氧基复合材料相当,同时断裂伸长率提高了50%,实现了工业用环氧树脂及其复合材料从制造到回收到再制造过程,即闭环回收再制造。同时,本发明专利技术新提出了一种绿色、简单、有效的环氧树脂增韧方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料,尤其涉及一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系、再制造环氧树脂、其制备方法及应用


技术介绍

1、环氧树脂是目前最常见、应用范围最广的热固性高分子材料之一,其材料制品在民用生产生活及国防军工领域发挥了重要作用。在多变外界环境下,环氧树脂的物理机械性能得到了充分利用。这不仅依赖于环氧本身优异的化学结构,还有赖于成型固化条件,因而固化参数及固化动力学的理论指导作用显得尤为重要。研究环氧树脂固化动力学的方法有傅里叶变换红外光谱法、拉曼光谱法、核磁共振波谱法、差示扫描量热法(dsc)等。然而,在上述这些方法中,仅有dsc能精准反映固化放热随温度的变化趋势,并能通过定量计算实现固化速率、时间、固化度以及固化温度之间的相互换,为加工工艺条件的优化提供了便捷、可靠的依据。

2、近年来,动态化学键的发展使热固性树脂的绿色降解成为了可能,以对环氧树脂的研究最为广泛。将环氧树脂置于醇溶剂(乙二醇(ethyleneglycol,简称eg),丙二醇等)中,在加热条件下,环氧树脂与醇溶剂发生动态键交换反应(反应温度为140℃~200℃),树脂降解为低聚物(decomposedepoxyoligomer,简称deo)并完全溶解于醇溶剂中,这种方法为称为醇解回收。相较于热解回收,醇解回收在常压及较低温度下进行,方法更简单、条件更温和。然而,为激活并加速环氧树脂与醇溶剂之间的键交换反应,通常需要使用大量特殊的催化剂(醋酸锌(zn(oac)2)、1,5,7-三氮杂双环[4,4,0]癸-5-烯(1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene,简称tbd)等),或用于制备环氧树脂,或溶解于醇溶剂中。这些催化剂通常是强有机碱或有机盐,易氧化分解,且价格昂贵。此外,学者们通过在环氧树脂交联网络中引入大量的羟基或叔胺基团,促进动态键交换反应,然而这类环氧树脂合成工艺复杂,玻璃态转变温度低、强度低,不适合工程应用。

3、另一方面,环氧树脂的高度交联网络使其韧性低、不耐冲击。近年来,提升环氧树脂的韧性也是国内外学者研究的热点。例如,在一种环氧树脂中添加其他柔韧性更好的环氧树脂。但这种方法需要复合多种组分,无法保证树脂的均匀性。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系、其制备方法及应用。

2、本专利技术提供了一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,包括基体材料、酸酐类固化剂与固化促进剂;

3、所述基体材料包括环氧树脂低聚物与环氧树脂;

4、所述环氧树脂低聚物由环氧树脂固化物降解形成;

5、所述固化促进剂包括叔胺类化合物的盐类化合物。

6、优选的,所述环氧树脂低聚物按照以下方法制备:

7、将环氧树脂固化物与醇溶剂混合,加热降解,除去醇溶剂后,得到环氧树脂低聚物。

8、优选的,所述醇溶剂选自乙二醇和/或丙二醇;所述加热降解的温度为140℃~200℃;所述除去醇溶剂的温度为120℃~130℃。

9、优选的,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的0%~3%。

10、优选的,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的1%~3%。

11、优选的,所述固化促进剂包括2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三油酸盐和/或2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三-(2-乙基己酸)盐;

12、和/或,所述酸酐类固化剂选自邻苯二甲酸酐、四氢苯酐、六氢苯酐与戊二酸酐中的一种或多种。

13、优选的,所述固化促进剂的质量为基体材料质量的1%~5%;

14、和/或,所述酸酐类固化剂的质量为基体材料质量的50%~80%。

15、本专利技术还提供了一种再制造环氧树脂,由上述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系形成。

16、本专利技术还提供了一种再制造环氧树脂的制备方法,包括以下步骤:

17、将基体材料、酸酐类固化剂与固化促进剂加热混合,脱泡后固化,得到再制造环氧树脂;

18、所述基体材料包括环氧树脂低聚物与环氧树脂;

19、所述环氧树脂低聚物由环氧树脂固化物降解形成;

20、所述固化促进剂包括叔胺类化合物的盐类化合物。

21、本专利技术还提供了一种环氧树脂复合材料,包括上述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系与增韧物。

22、本专利技术提供了一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,包括基体材料、酸酐类固化剂与固化促进剂;所述基体材料包括环氧树脂低聚物与环氧树脂;所述环氧树脂低聚物由树脂材料降解形成;所述树脂材料包括环氧树脂;所述固化促进剂包括叔胺类化合物的盐类化合物。与现有技术相比,本专利技术利用环氧树脂与醇溶剂之间的动态键交换反应,将工业中常用的高性能环氧树脂降解为低聚物,降解条件温和,且无需额外催化剂;通过树脂降解,回收得到结构完整的碳纤维织物,其强度保持在94%以上,可继续用于制备复合材料;将低聚物作为反应物制备新的环氧树脂,称为再制造环氧树脂;当再制造环氧树脂中低聚物的含量为20wt%时,其强度与原环氧树脂相当,而断裂伸长率提高了20%;用再制造环氧树脂制备碳纤维复合材料,其强度与原环氧基复合材料相当,同时断裂伸长率提高了50%,实现了工业用环氧树脂及其复合材料从制造到回收到再制造过程,即闭环回收再制造。同时,本专利技术新提出了一种绿色、简单、有效的环氧树脂增韧方法。

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【技术保护点】

1.一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,包括基体材料、酸酐类固化剂与固化促进剂;

2.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物按照以下方法制备:

3.根据权利要求2所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述醇溶剂选自乙二醇和/或丙二醇;所述加热降解的温度为140℃~200℃;所述除去醇溶剂的温度为120℃~130℃。

4.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的0%~3%。

5.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的1%~3%。

6.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述固化促进剂包括2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三油酸盐和/或2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚的三-(2-乙基己酸)盐;

7.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述固化促进剂的质量为基体材料质量的1%~5%;

8.一种再制造环氧树脂,其特征在于,由权利要求1~7任意一项所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系形成。

9.一种再制造环氧树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

10.一种环氧树脂复合材料,其特征在于,包括权利要求1~7任意一项所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系与增韧物。

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【技术特征摘要】

1.一种高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,包括基体材料、酸酐类固化剂与固化促进剂;

2.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物按照以下方法制备:

3.根据权利要求2所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述醇溶剂选自乙二醇和/或丙二醇;所述加热降解的温度为140℃~200℃;所述除去醇溶剂的温度为120℃~130℃。

4.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的0%~3%。

5.根据权利要求1所述的高降解率低碳环保型绝缘树脂体系,其特征在于,所述环氧树脂低聚物的质量为基体材料质量的1...

【专利技术属性】
技术研发人员:高超郑尧周福升张义黄若栋熊佳明余家赫陈喜鹏何运华邱方程杨雪滢李宗红刘荣海郑欣宋玉锋初德胜
申请(专利权)人:南方电网科学研究院有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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