在浇注方法期间改变树脂容器中的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法技术

本发明专利技术涉及一种在树脂浇注方法期间改变树脂容器（D、F）中的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法，其中该树脂组合物包含至少一种环氧单体组分和固化剂，该方法包括将固化剂的钝化剂添加到环氧树脂组合物中的步骤。而且，本发明专利技术还涉及用于树脂传递模塑法的树脂容器布置（D、G、H）。另外，本发明专利技术还涉及包含环氧树脂组合物的复合产品，以及有机酸在环氧树脂浇注方法中作为钝化剂用于改变树脂容器（D、F）中的温度变化速率的用途，所述树脂容器含有环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包含至少一种环氧单体组分和固化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种改变温度变化速率的方法，优选地在树脂浇注方法期间，尤其是树脂浸溃或树脂传递模塑(RTM)法期间，降低树脂容器中的环氧树脂组合物的温度的方法，还涉及在所述树脂传递模塑法中使用的树脂容器的设置，包含环氧树脂组合物的复合产品，以及在环氧树脂浇注方法中的钝化剂。
技术介绍
WO 2009103736描述了用于模塑纤维复合材料模具的真空浸溃或真空辅助树脂传递模塑法(VARTM)。在所述方法中，均匀分布的纤维被层叠在第一模具部件中，纤维是粗纱(即，纤维带的束)、粗纱或垫子的带，其或者是由单独的纤维制成的毡垫，或者是由纤维粗纱制成的编织垫。尔后将往往由弹性真空袋制成的第二模具部件置于纤维材料之上。通过在第一模具部件的内侧和真空袋之间的模具腔中产生真空，液体树脂被吸入并在纤维材料含在模具中的情况下填充模具腔。所谓的分配层或分配管被用在真空袋和纤维材料之间，以得到尽可能充分和有效的树脂分配。在大多数情况下，施加的树脂为聚酯、乙烯基酯或环氧，且纤维补强通常是基于玻璃纤维或碳纤维的，但是也可以是塑料纤维、植物纤维或金属纤维。在也被称为混合桶的树脂容器中提供液体树脂，所述树脂容器填充有在混合单元中制备的树脂/固化剂组合物，且适于混合各自量的树脂单体组分和固化剂。由于在混合单元中已经开始固化反应，因此该放热聚合持续升高树脂容器中的温度。在填充模具期间，在模具腔中产生真空，即低压或负压，由此液体树脂被从树脂容器或混合桶经由入口通道吸入模具腔中，以填充所述模具腔。由于负压作为流动前沿向用于在模具内产生真空的真空开口移动，在模具腔内树脂由入口通道在所有方向上分散。在所述浇注方法(例如用于风轮叶片的叶片浇注方法)的树脂容器(如混合桶或溢流容器)中，不存在在固化过程期间防止着火的解决方法，所述燃烧是由环氧树脂单体与固化剂间的放热反应导致的。传统上，如果在混合桶中观察到着火或烟雾生成的信号，就将混合桶移出室外，以避免浇注设备或浇注设施的任何危险，和保护叶片模具周围的人员的工作环境。美国专利US5，721，323描述了含有由聚环氧化物、固化剂、用于该聚环氧化物与该固化剂的反应的催化剂、和路易斯酸固化抑制剂构成的树脂组合物的预浸料坯，所述路易斯酸固化抑制剂用于通过形成催化剂路易斯酸抑制剂复合物而抑制该催化剂。固化和部分固化的环氧树脂被用于涂料或层压制品，其中使用了抑制剂通过在预浸料坯中的固化剂和路易斯酸之间形成稳定的复合物来抑制聚环氧化物的固化反应，并在固化过程期间，如果达到预定的温度，就释放该催化剂。该抑制法被用于在预浸料坯中储存该聚环氧化物树月旨，其随后被用在复合部件的模塑法中。然而，这些预浸料坯不能用于浇注法(如树脂传递模塑法)中。本专利技术的一个目的是改善浇注方法的安全性，特别是防止在浇注方法(如树脂浸溃或树脂传递模塑法)期间，在混合桶中着火，并以安全且经济的方式提供复合产品。
技术实现思路
本专利技术的目的通过根据权利要求1的在树脂浇注方法期间改变树脂容器中的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法；根据权利要求8的在所述树脂传递模塑法中使用的树脂容器布置；根据权利要求9的包含环氧树脂组合物的复合产品；以及根据权利要求12的有机酸在环氧树脂浇注方法中的用途而达到的。根据本专利技术的第一方面的在树脂浇注方法期间变化或改变树脂容器中(其意味着在树脂填充系统中)的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法包括，将固化剂的钝化剂添加到该环氧树脂组合物中的步骤。该树脂组合物包含至少一种环氧单体组分和固化剂。在本专利技术的后续说明中理解的钝化剂抑制聚合反应，并有利地是固化剂活性组分，其导致在与固化剂反应期间温度变化速率的改变，尤其是反应温度的降低。特别地，如在本专利技术中所用的钝化剂，其不会导致任何反应组分表面的钝化，但是会改变在树脂混合物中发生的全部反应的总体反应温度或焓。更特别地，钝化反应不是通过降低反应速率而抑制聚合反应，而是由钝化剂减少游离固化剂的量，同时在该反应中产生的热比通过聚合反应将产生的少。因此，可以通过将钝化剂加入到固化反应中而降低反应焓。另外或替代地，通过添加钝化剂，可以延长产生反应热的时间。在发生聚合反应的混合桶中着火可以有利地通过改变温度变化速率或抑制催化剂与环氧单体间以及催化剂和钝化剂间的通常为放热反应的反应温度的上升来防止。因此，通过将钝化剂添加到树脂组合物中而改变放热聚合反应的温度变化速率通常得到更安全的加工过程。特别的，可以省去在混合桶中观察到着火或烟雾的最早信号的情形下，将混合桶移到厂房以外的可能的步骤。因此，开发出了更安全和更可靠的浇注法。根据本专利技术的第二方面的树脂容器布置适合于用在树脂传递模塑法中。该布置可以是整体提供的系统，或具有分离的装置的系统，这些分离的装置可以组合成总体布置，或可以是浇注设备的一部分。该布置至少包括混合桶和钝化剂容器，它们优选地彼此流畅地连接，以可以将钝化剂添加到混合桶中。该树脂容器布置用于将包含至少一种环氧树脂单体组分和固化剂的环氧树脂组合物与钝化剂在混合桶中混合，以达到本专利技术的第一方面所述的效果。根据本专利技术的第三方面，复合产品，优选根据第一方面的方法制备的，包含环氧树脂组合物或基于环氧树脂组合物，通常含有50wt%或甚至更多的环氧树脂。该复合产品包含钝化剂或钝化剂与固化剂的反应产物。该产品与传统产品的不同在于一定量的钝化剂或通过钝化反应得到的其反应产物。所述量可以是l_20wt%，优选l-10wt%，更优选低于5wt%。根据固化速率和混合容器中的温度，游离有机酸或任何与固化剂的反应产物可以存在于最终的产品中。因此，容易确定产品是否是在复合产品的制造法期间通过使用有机酸得到的。该产品可具有更少的缺陷，这是因为在浇注方法期间模具内的高温，从而相比于传统产品是有优势的，尤其是更可靠。根据本专利技术的另一方面，在所述方法、树脂容器布置、或产品中使用的环氧树脂组合物包含至少一种环氧树脂单体组分、固化剂和钝化剂。该环氧树脂组合物可以有利地用在树脂浸溃或RTM法中，例如用于制造风轮的叶片。该环氧树脂组合物优选改变用于将树脂单体组分与固化剂混合的树脂容器中的温度变化速率，或甚至降低温度。钝化剂抑制温度的上升或降低总体反应温度，从而防止树脂混合物着火。根据本专利技术的另一方面，本申请涉及有机酸在环氧树脂浇注方法中，优选在树脂浸溃或树脂传递模塑法(RTM)中的用途。将有机酸添加到树脂容器中，例如树脂填充系统部件，如混合桶或树脂溢流容器，以通过降低温度上升速率保持温度水平在预定的最高温度，所述降低温度上升速率是通过用钝化剂使一定量的固化剂钝化而实现的。从而，钝化反应优选延长在树脂容器中提高温度所需的时间。或者，钝化反应基本上保持恒定或降低在其中得到的树脂混合物的温度。这可以有利地通过固化剂与钝化剂间的反应引发，如参考本专利技术的第一方面所确定的。保持温度“基本上恒定”意味着温度上升速率非常小或优选几乎为零。用于改善例如所述浇注法的安全性或者使这些方法更具成本效率的本专利技术的特别有利的实施方案和特征通过附属权利要求给出，如在以下说明中揭示的。其他实施方案可以通过以下描述的各种实施方案的特征的组合而推出，各个方面和/或权利要求类型的特征可以以任何适合的方式组合。在根据本专利技术的方法的优选实施方案中，固化剂包括基于胺的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在树脂浇注方法期间改变树脂容器（D、F）中的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法，其中所述树脂组合物包含至少一种环氧单体组分和固化剂，该方法包括将所述固化剂的钝化剂添加到所述环氧树脂组合物中的步骤。

【技术特征摘要】
2012.08.08 EP 12179634.61.一种在树脂浇注方法期间改变树脂容器(D、F)中的环氧树脂组合物的温度变化速率的方法，其中所述树脂组合物包含至少一种环氧单体组分和固化剂，该方法包括将所述固化剂的钝化剂添加到所述环氧树脂组合物中的步骤。2.根据权利要求1的方法，其中所述固化剂包括伯胺或仲胺。3.根据权利要求1或2的方法，其中所述钝化剂包括有机酸。4.根据权利要求3的方法，其中所述有机酸包含一个或多个亲水取代基，优选羟基。5.根据前述权利要求任一项的方法，其中所述环氧树脂组合物包含100重量份的所述环氧树脂单体组分和约10-40重量份的所述固化剂，以及约2-30份所述钝化剂每摩尔所述固化剂。6.根据前述权利要求任一项的方法，其中在树脂渗透或传递模塑法的固化过量树脂组合物的步骤中，将所述钝化剂添加到所述树脂容器中。7.根据前述权利要求任一项的方法，包括以溶液的形式将钝化剂添加到所述树脂容器(D、F)中的步骤。8.用于树脂传递模塑法...

【专利技术属性】
技术研发人员：M延森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：