本發(fā)明屬于高性能環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備方法。具體涉及一種具有低放熱、自增韌透明環(huán)氧樹(shù)脂組合物及其大厚度預(yù)浸料單向帶、復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂是一種熱固性樹(shù)脂，具有良好的機(jī)械性能、電氣性能、耐腐蝕性和工藝性，廣泛應(yīng)用于涂料、電絕緣材料、膠粘劑和復(fù)合材料等各領(lǐng)域。環(huán)氧樹(shù)脂是一個(gè)分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基的環(huán)氧低聚物，其與固化劑反應(yīng)可以形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀的熱固性材料。環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑種類繁多，按反應(yīng)官能團(tuán)可以分為胺類、酸酐類、酚類等幾大類，也可以按照固化溫度分類，可分為低溫、常溫、中溫、高溫及潛伏型固化劑。
雙氰胺是常用的環(huán)氧樹(shù)脂潛伏固化劑，穩(wěn)定性良好，具有超長(zhǎng)貯存期，使用良好，是環(huán)氧樹(shù)脂及其復(fù)合材料的常用固化劑。但由于雙氰胺固化環(huán)氧樹(shù)脂體系存在放熱量大，放熱集中的缺點(diǎn)，且雙氰胺在環(huán)氧樹(shù)脂中的溶解性差，以顆粒狀的形式分散在環(huán)氧樹(shù)脂中，形成非均相體系，存在的這些問(wèn)題會(huì)帶來(lái)固化產(chǎn)物交聯(lián)密度的明顯差異，導(dǎo)致樹(shù)脂不透明，脆性大，復(fù)合材料界面粘接性能差等問(wèn)題。因此降低雙氰胺體系的反應(yīng)熱，提高雙氰胺與環(huán)氧樹(shù)脂之間的相容性，長(zhǎng)期以來(lái)是雙氰胺環(huán)氧樹(shù)脂體系的重要研究目標(biāo)。美國(guó)專利pctus92/09172通過(guò)反應(yīng)得到雙氰胺衍生物，與環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的溶解性。中國(guó)專利cn02131078.5采用采用2-乙基-4甲基咪唑和2-甲基咪唑作為促進(jìn)劑的作用下，在乙二醇單甲醚等溶劑中將雙氰胺同新癸酸縮水甘油酯在140～150℃下反應(yīng)12～14h，得到一種液態(tài)雙氰胺潛伏固化劑。中國(guó)專利cn201210126249.8中采用2-乙基-4甲基咪唑和2-甲基咪唑作為促進(jìn)劑的作用下，在乙二醇單甲醚等溶劑中將雙氰胺同環(huán)氧樹(shù)脂稀釋劑在120～160℃下反應(yīng)4～6h得到一種液態(tài)雙氰胺潛伏型固化劑。但上述方法均存在反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、工藝復(fù)雜等問(wèn)題。
而由于傳統(tǒng)雙氰胺固化環(huán)氧體系為非均相體系，雙氰胺固化劑以固體顆粒狀態(tài)分散在環(huán)氧樹(shù)脂中，而對(duì)于大厚度預(yù)浸料單向帶而言，由于纖維對(duì)樹(shù)脂的層層過(guò)濾作用導(dǎo)致固化劑在樹(shù)脂體系中分散不均勻，致使復(fù)合材料中樹(shù)脂固化程度不同，最終導(dǎo)致復(fù)合材料性能下降，因此采用傳統(tǒng)雙氰胺固化環(huán)氧體系制備的預(yù)浸料單向帶的面密度一般不超過(guò)300g/m2，例如cytec公司的cycom381s2預(yù)浸料單位面積質(zhì)量為284g/m2，很難實(shí)現(xiàn)均勻的大厚度預(yù)浸料單向帶的制備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的：本發(fā)明正是針對(duì)上述雙氰胺固化環(huán)氧體系放熱量大、熱量集中、樹(shù)脂和固化劑分相以及固化產(chǎn)物脆性大、不透明的問(wèn)題，提供了一種環(huán)氧/雙氰胺樹(shù)脂組合物及其制備方法，
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
樹(shù)脂包含以下成分：
a成分：60～100質(zhì)量份數(shù)的液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；
b成分：0～40質(zhì)量份數(shù)的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；
c成分：1.0～12質(zhì)量份數(shù)的雙氰胺固化劑；
d成分：0.5～6質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑；
按照以下方法進(jìn)行制備：
(1)將液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑分別置于干燥箱中，在80～110℃下干燥1～4h，除去其中的水分與揮發(fā)物；
(2)將液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑按照比例溶解到溶劑中，溶液濃度控制在10～50％之間，在攪拌條件下，加熱至40～100℃，反應(yīng)2～6h，在真空度不低于0.085mpa的減壓條件下除去溶劑，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂基體。
所述的a成分液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂為軟化點(diǎn)在0℃以下的環(huán)氧樹(shù)脂。
所述的b成分固體環(huán)氧樹(shù)脂為軟化點(diǎn)在80℃以上的環(huán)氧樹(shù)脂。
所述的d成分促進(jìn)劑為：4，4′-亞甲基-二(苯基二甲基脲)、3-苯基-1，1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1，1-二甲基脲、3-對(duì)硝基苯基-1，1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲脲、n-(3，4-二氯苯基)-n，n′-二苯基脲、4-苯基-1，1-二甲基氨基脲、4,4-二(n,n-二甲基)脲二苯甲烷及其它脲類衍生物等的一種或幾種混合物。
所述的溶劑為乙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰酰胺、n,n-二甲基乙酰酰胺等的一種或幾種混合物。
所述的液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚f型環(huán)氧樹(shù)脂、脂肪族縮水甘油醚型、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯等一種或多種混合物。
所述的固體環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂。
首先采用透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂基體制備成預(yù)浸料，預(yù)浸料的單位面積質(zhì)量在600g/m2～2000g/m2之間，預(yù)浸料中的增強(qiáng)材料包括但不限于玻纖、石英、碳纖等的一種或幾種混雜結(jié)構(gòu)，再將預(yù)浸料在130℃中進(jìn)行中溫固化，制備成透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
本發(fā)明涉及的透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂，該環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)組份調(diào)整以及溶液體系的預(yù)聚反應(yīng)，可以得到一種均相環(huán)氧/雙氰胺體系，該體系較通常雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系的峰值熱流量降低48％以上，放熱量降低38％以上，具有低反應(yīng)熱；同時(shí)樹(shù)脂澆鑄體的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到3.5％以上，拉伸強(qiáng)度達(dá)到80mpa以上，沖擊強(qiáng)度達(dá)到24kj/m2以上，無(wú)需添加增韌劑即具有良好的韌性；能夠?qū)崿F(xiàn)130℃中溫固化，且固化產(chǎn)物透明。該環(huán)氧體系用于玻纖、碳纖等纖維增強(qiáng)預(yù)浸料單向帶，能夠滿足單位面積質(zhì)量為600～2000g/m2的大厚度預(yù)浸料單向帶制備要求。采用該樹(shù)脂制備的復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度達(dá)到1000mpa以上，層間剪切強(qiáng)度達(dá)到80mpa以上，具有良好的壓縮性能和層間剪切性能。本發(fā)明操作工藝簡(jiǎn)單易行，可以用于批量環(huán)氧樹(shù)脂、預(yù)浸料帶及復(fù)合材料的制備。
具體實(shí)施方式
低放熱自增韌透明環(huán)氧樹(shù)脂組合物，包含以下成分：a成分：60～100質(zhì)量份數(shù)的液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；b成分：0～40質(zhì)量份數(shù)的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂；c成分：1.0～12質(zhì)量份數(shù)的固化劑；d成分：0.5～6質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑。
低放熱自增韌透明環(huán)氧樹(shù)脂制備方法，是按照以下方法進(jìn)行制備：(1)將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑分別置于干燥箱中，在80～110℃下干燥1～4h，除去其中的水分與揮發(fā)物；(2)將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑按照比例溶解到溶劑中，在攪拌條件下，加熱至40～100℃，反應(yīng)2～6h；(3)在減壓條件下除去溶劑，得到一種透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂基體。
所用樹(shù)脂基體采用上述環(huán)氧樹(shù)脂體系制備，制備方法采用一步熱熔法制備：(1)將環(huán)氧樹(shù)脂放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在30～80℃下預(yù)熱0.5～2h；(2)將經(jīng)過(guò)預(yù)熱的樹(shù)脂加入浸膠槽中，控制浸膠槽溫度40～100℃；(3)在一步法預(yù)浸機(jī)上預(yù)浸制備出大厚度預(yù)浸料單向帶，預(yù)浸料帶單位面積質(zhì)量達(dá)到600～2000g/m2。
采用上述大厚度預(yù)浸料單向帶，通過(guò)熱壓罐或模壓方法制備，固化工藝為(130±5)℃/2h，固化壓力0.2～0.6mpa制備復(fù)合材料。
(1)將60～100質(zhì)量份數(shù)的液體環(huán)氧樹(shù)脂、0～40質(zhì)量份數(shù)的固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、0.5～12質(zhì)量份數(shù)固化劑、0.5～6質(zhì)量份數(shù)促進(jìn)劑分別置于干燥箱中，在80～110℃下干燥1～4h，除去其中的水分與揮發(fā)物；液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚f型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚s型環(huán)氧樹(shù)脂、脂肪族縮水甘油醚型、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯等一種或多種混合物。固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂。固化劑為雙氰胺。促進(jìn)劑為4，4′-亞甲基-二(苯基二甲基脲)、3-苯基-1，1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1，1-二甲基脲、3-對(duì)硝基苯基-1，1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲脲、n-(3，4-二氯苯基)-n，n′-二苯基脲、4-苯基-1，1-二甲基氨基脲、4,4-二(n,n-二甲基)脲二苯甲烷及其它脲類衍生物的一種或幾種混合物。
(2)將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑按照比例溶解到溶劑中，其中溶劑為乙醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰酰胺、n,n-二甲基乙酰酰胺等的一種或幾種混合物。溶液濃度控制在10～50％之間，在攪拌條件下，加熱至50～100℃，反應(yīng)2～6h。
(3)在減壓條件下除去溶劑，得到一種低放熱自增韌透明環(huán)氧/雙氰胺樹(shù)脂體系。體系的放熱量通過(guò)dsc方法測(cè)試。
(4)將得到的環(huán)氧樹(shù)脂倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在60～110℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到樹(shù)脂澆鑄體。樹(shù)脂澆鑄體的拉伸性能按照gb2567執(zhí)行，沖擊強(qiáng)度按照gb1043執(zhí)行。
(5)將制備的環(huán)氧樹(shù)脂在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備出預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在30～80℃，浸膠溫度控制在40～100℃范圍內(nèi)。
(6)將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼，然后通過(guò)熱壓罐或模壓方式按照固化溫度(130±5)℃/2h，固化壓力0.2～0.6mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量控制在(61±3)％的復(fù)合材料，復(fù)合材料的壓縮性能按照astmd6641執(zhí)行，層間剪切強(qiáng)度按照astmd2344執(zhí)行。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的設(shè)計(jì)和制備技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
將100質(zhì)量份數(shù)的雙酚a型液體環(huán)氧樹(shù)脂der331，6質(zhì)量份數(shù)的雙氰胺，2質(zhì)量份數(shù)的4,4-二(n,n-二甲基)脲二苯甲烷在100℃下干燥3h，除去其中的水分與揮發(fā)物；在攪拌條件下，將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑加入到無(wú)水乙醇中溶解，加熱至65℃，反應(yīng)3h，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的減壓條件下，在(50±10)℃下除去溶劑，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系1。
將體系1通過(guò)dsc測(cè)樣品的反應(yīng)熱和峰值熱流，升溫速率10℃/min，測(cè)試溫度室溫至250℃，測(cè)得體系1的反應(yīng)熱為245j/g，峰值熱流為1.8w/g，分別為通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系的62％和53％，具有較低的反應(yīng)熱。將制備的體系1倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在80℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到外觀均勻透明的固化產(chǎn)物。按照標(biāo)準(zhǔn)gb2567測(cè)得體系1的拉伸強(qiáng)度為83.4mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為4.32％，按照gb1043測(cè)試樹(shù)脂澆鑄體的沖擊強(qiáng)度為28.3kj/m2，較通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系提高了2.97倍，具有良好的韌性。
將制備的環(huán)氧樹(shù)脂體系1在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在40℃，浸膠溫度控制在45℃，制備出的玻纖窄帶預(yù)浸料面重達(dá)到1043g/m2。將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼5層，然后通過(guò)模壓方式按照固化溫度130℃/2h，固化壓力0.3mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量為59％，厚度為2.3mm的復(fù)合材料，按照astmd6641測(cè)得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為1150mpa，按照astmd2344測(cè)得材料的層間剪切強(qiáng)度為90.2mpa，具有良好的壓縮及層間剪切性能。
實(shí)施例2
將80質(zhì)量份數(shù)的雙酚a型液體環(huán)氧樹(shù)脂der331，20質(zhì)量份數(shù)的雙酚a型固體環(huán)氧樹(shù)脂der662，4質(zhì)量份數(shù)的固化劑雙氰胺，3質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑4,4-二(n,n-二甲基)脲二苯甲烷在102℃下干燥4h，除去其中的水分與揮發(fā)物；在攪拌條件下，將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑加入到溶劑中溶解，加熱至65℃，反應(yīng)2.5h，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的減壓條件下，在50～80℃下除去乙二醇甲醚，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系2。
將體系2通過(guò)dsc測(cè)樣品的反應(yīng)熱和峰值熱流，升溫速率10℃/min，測(cè)試溫度室溫至250℃，測(cè)得體系2的反應(yīng)熱為194j/g，峰值熱流為1.4w/g，分別為通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系的49％和41％，具有較低的反應(yīng)熱。將制備的體系2倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在85℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到外觀均勻透明的固化產(chǎn)物。按照標(biāo)準(zhǔn)gb2567測(cè)得體系2的拉伸強(qiáng)度為83.6mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為3.91％，按照gb1043測(cè)試樹(shù)脂澆鑄體的沖擊強(qiáng)度為32.2kj/m2，較通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系提高了3.39倍，具有良好的韌性。
將制備的環(huán)氧樹(shù)脂體系2在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在40℃，浸膠溫度控制在50℃，制備出的玻纖窄帶預(yù)浸料面重達(dá)到950g/m2。將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼5層，然后通過(guò)熱壓罐方式按照固化溫度130℃/2h，固化壓力0.4mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量為61％，厚度為2.0mm的復(fù)合材料，按照astmd6641測(cè)得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為1271mpa，按照astmd2344測(cè)得材料的層間剪切強(qiáng)度為87mpa，具有良好的壓縮及層間剪切性能。
實(shí)施例3
將40質(zhì)量份數(shù)的雙酚a型液體環(huán)氧樹(shù)脂der331，40質(zhì)量份數(shù)的縮水甘油胺型液體環(huán)氧樹(shù)脂ag80,20質(zhì)量份數(shù)的雙酚a型固體環(huán)氧樹(shù)脂cyd017，5質(zhì)量份數(shù)的固化劑雙氰胺，1質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑3-(4-氯苯基)-1，1-二甲基脲在90℃下干燥4h，除去其中的水分與揮發(fā)物。在攪拌條件下，將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑加入到溶劑中溶解，加熱至70℃，反應(yīng)3h，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的減壓條件下，在60～90℃下除去二甲基亞砜，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系3。
將體系3通過(guò)dsc測(cè)樣品的反應(yīng)熱和峰值熱流，升溫速率10℃/min，測(cè)試溫度室溫至250℃，測(cè)得體系3的反應(yīng)熱為217j/g，峰值熱流為1.6w/g，分別為通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系的55％和47％，具有較低的反應(yīng)熱。將制備的體系3倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在65℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到外觀均勻透明的固化產(chǎn)物。按照標(biāo)準(zhǔn)gb2567測(cè)得體系3的拉伸強(qiáng)度為82.1mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為3.98％，按照gb1043測(cè)試樹(shù)脂澆鑄體的沖擊強(qiáng)度為31.3kj/m2，較通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系提高了3.3倍，具有良好的韌性。
將制備的環(huán)氧樹(shù)脂體系3在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在40℃，浸膠溫度控制在45℃，制備出的玻纖窄帶預(yù)浸料面重達(dá)到1500g/m2。將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼3層，然后通過(guò)模壓方式按照固化溫度130℃/2h，固化壓力0.5mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量為61％，厚度為2.1mm的復(fù)合材料，按照astmd6641測(cè)得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為1195mpa，按照astmd2344測(cè)得材料的層間剪切強(qiáng)度為91mpa，具有良好的壓縮及層間剪切性能。
實(shí)施例4
將80質(zhì)量份數(shù)的酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂den438，20質(zhì)量份數(shù)的雙酚f型液體環(huán)氧樹(shù)脂npef-170,8質(zhì)量份數(shù)的固化劑雙氰胺，3質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑3-苯基-1，1-二甲基脲在110℃下干燥2h，除去其中的水分與揮發(fā)物。在攪拌條件下，將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑加入到溶劑中溶解，加熱至50℃，反應(yīng)4h，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的減壓條件下，在60～90℃下除去乙二醇二乙醚溶劑，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系4。
將體系4通過(guò)dsc測(cè)樣品的反應(yīng)熱和峰值熱流，升溫速率10℃/min，測(cè)試溫度室溫至250℃，測(cè)得體系4的反應(yīng)熱為182j/g，峰值熱流為1.2w/g，分別為通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系的46％和35％，具有較低的反應(yīng)熱。將制備的體系4倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在80℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到外觀均勻透明的固化產(chǎn)物。按照標(biāo)準(zhǔn)gb2567測(cè)得體系4的拉伸強(qiáng)度為86.9mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為3.54％，按照gb1043測(cè)試樹(shù)脂澆鑄體的沖擊強(qiáng)度為36.1kj/m2，較通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系提高了3.8倍，具有良好的韌性。
將制備的環(huán)氧樹(shù)脂體系4在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在55℃，浸膠溫度控制在60℃，制備出的碳纖窄帶預(yù)浸料面重達(dá)到820g/m2。將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼4層，然后通過(guò)模壓方式按照固化溫度130℃/2h，固化壓力0.3mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量為62％，厚度為2.0mm的復(fù)合材料，按照astmd6641測(cè)得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為1304mpa，按照astmd2344測(cè)得材料的層間剪切強(qiáng)度為86mpa，具有良好的壓縮及層間剪切性能。
實(shí)施例5
將80質(zhì)量份數(shù)的酚醛型環(huán)氧樹(shù)脂den438，20質(zhì)量份數(shù)的縮水甘油胺型液體環(huán)氧樹(shù)脂ag80,8質(zhì)量份數(shù)的固化劑雙氰胺，3質(zhì)量份數(shù)的促進(jìn)劑3-對(duì)硝基苯基-1，1-二甲基脲在110℃下干燥2h，除去其中的水分與揮發(fā)物。在攪拌條件下，將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、促進(jìn)劑加入到溶劑中溶解，加熱至50℃，反應(yīng)4h，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的減壓條件下，在40～70℃下除去無(wú)水乙醇溶劑，得到透明自增韌雙氰胺/環(huán)氧樹(shù)脂體系5。
將體系5通過(guò)dsc測(cè)樣品的反應(yīng)熱和峰值熱流，升溫速率10℃/min，測(cè)試溫度室溫至250℃，測(cè)得體系5的反應(yīng)熱為140j/g，峰值熱流為0.9w/g，分別為通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系的35％和26％，具有較低的反應(yīng)熱。將制備的體系5倒入樹(shù)脂澆鑄體模具中，在80℃下抽真空條件下，脫除氣泡，放入烘箱中按照80℃/1h→100℃/1h→130℃/2h的固化工藝固化，得到外觀均勻透明的固化產(chǎn)物。按照標(biāo)準(zhǔn)gb2567測(cè)得體系5的拉伸強(qiáng)度為83.2mpa，斷裂伸長(zhǎng)率為3.72，按照gb1043測(cè)試樹(shù)脂澆鑄體的沖擊強(qiáng)度為24.6kj/m2，較通用脲催化雙氰胺固化環(huán)氧體系提高了2.4倍，具有良好的韌性。
將制備的環(huán)氧樹(shù)脂體系5在熱熔法預(yù)浸機(jī)上制備預(yù)浸料單向帶，樹(shù)脂預(yù)熱溫度控制在55℃，浸膠溫度控制在60℃，制備出的玻纖窄帶預(yù)浸料面重達(dá)到1043g/m2。將預(yù)浸料單向帶按照所需的尺寸裁剪、鋪貼5層，然后通過(guò)熱壓罐方式按照固化溫度130℃/2h，固化壓力0.4mpa的工藝固化成型，制備成纖維體積含量為61％，厚度為2.2mm的復(fù)合材料，按照astmd6641測(cè)得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為1047mpa，按照astmd2344測(cè)得材料的層間剪切強(qiáng)度為83mpa，具有良好的壓縮及層間剪切性能。