CN114573950A - 一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法，属于环氧树脂体系技术领域，包括如下质量份数的原料:环氧树脂：52‑64份；稀释剂：24‑32份；固化剂：34‑46份；促进剂：5‑16份；改性外加剂：12‑24份；功能性外加剂：6‑14份；填料：4‑12份。本发明解决了环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能差的问题，通过向环氧树脂体系内添加功能性外加剂，可有效提高环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能，使环氧树脂体系得到了极大的改善，可使复合材料拉挤边框具有高强度高韧性的特点，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及环氧树脂体系技术领域，特别涉及一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法。
背景技术
环氧树脂自问世以来，由于其优良的物理和化学性能，以及简便的成型工艺，被广泛地应用于各个行业，成为目前工业界应用最广泛、性质最优的热固性树脂。近年来随着风力发电、汽车、航空航天等行业的迅速发展，增强纤维/环氧树脂复合材料的地位日益重要。纤维增强热固性树脂复合材料是热固性树脂与增强纤维复合材料而成的多相体系的固体材料，这种材料充分发挥各组分材料的特点及性能，通过各组分的合理匹配及协同作用，呈现出原来单一材料所不具备的优异性能。
目前大型的纤维增强环氧树脂复合材料大多采用真空辅助树脂传递模塑、树脂传递模塑、反应注射模塑工艺制造，其成型工艺简单、生产效率高，成为先进复合材料低成本制造技术的主流。被广泛应用于风电、汽车、游艇、航空航天等领域的零部件的制造；目前通过真空辅助树脂传递模塑、树脂传递模塑、反应注射模塑工艺制造纤维增强环氧树脂复合材料的环氧树脂体系多为环氧树脂—胺类固化剂体系，相对与环氧树脂—酸酐固化体系，它具有固化温度低、固化速度快的优点，成为目前应用的主流体系。
公开号为CN102040802A的中国专利公开了一种环氧树脂体系，包含以下组分：环氧树脂、稀释剂、酸酐固化剂和促进剂，其中环氧树脂和稀释剂混合构成环氧树脂体系中的A组分，上述稀释剂在A组分中所占重量百分比不高于30％，该稀释剂含有一个以上环氧基团的聚合物；酸酐固化剂作为环氧树脂体系的B组分；促进剂为C组分，上述环氧树脂体系中A组分∶B组分∶C组分的重量份数之比为100∶60-100∶0.5-10。该环氧树脂体系用于纤维增强复合材料，以低毒的、低成本的液体酸酐固化剂来代替目前业界通用的胺类固化剂，来改善生产环境，提高复合材料制品的玻璃化温度，扩大复合材料制品的应用范围，提高复合材料制品的综合性能，降低了成本。但是采用该环氧树脂体系制造复合材料拉挤边框时，其环氧树脂体系存在以下缺陷：
采用环氧树脂体系制备复合材料拉挤边框时，由于环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能差，导致制备的复合材料拉挤边框，其强度及韧性差，不能满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法，通过向环氧树脂体系内添加功能性外加剂，可有效提高环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能，使环氧树脂体系得到了极大的改善，可使复合材料拉挤边框具有高强度高韧性的特点，具有广阔的市场前景，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52-64份；稀释剂：24-32份；固化剂：34-46份；促进剂：5-16份；改性外加剂：12-24份；功能性外加剂：6-14份；填料：4-12份。
进一步地，所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂。
进一步地，所述环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂中的一种或两种。
进一步地，所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、多缩水甘油醚中的一种或两种，其中环氧丙烷丁基醚以丁醇和环氧氯丙烷为原料，经两步反应合成；多缩水甘油醚为含有多缩水甘油基团的有机醚化合物。
进一步地，所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为胺类固化剂、酸酐固化剂中的一种。
进一步地，所述胺类固化剂的用量＝MG/Hn，其中M＝胺分子量；Hn＝含活泼氢数目；G＝环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)；
酸酐固化剂的用量＝MG(0.6-1)/100，其中M＝酸酐分子量；G＝环氧值；(0.6-1)为实验系数。
进一步地，所述改性外加剂为乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或两种，其中乙烯树脂为由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，易溶于苯乙烯溶液；聚酰胺树脂是分子中具有一CONH结构的缩聚型高分子化合物，由二元酸和二元胺经缩聚而得；聚乙烯醇缩丁醛为由聚乙烯醇与丁醛在酸催化下缩合的产物，其PVB分子含有较长支链。
进一步地，所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.5-0.8：0.8-1.2。
进一步地，所述填料为玻璃纤维、石英粉、氧化铝中的一种或两种，其中玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成；石英粉为用纯石英经破碎、拣选、清洗、酸处理、高温熔化、中碎、细磨、分级、除铁多道工序加工而成的符合使用要求的粉体。
根据本发明的另一个方面，提供了一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法，通过向环氧树脂体系内添加功能性外加剂，且功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.5-0.8：0.8-1.2，可有效提高环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能，使环氧树脂体系得到了极大的改善，且在采用环氧树脂体系制备复合材料拉挤边框时，可使其具有高强度高韧性的特点，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明的环氧树脂体系的制备流程图；
图2为本发明的功能性外加剂的添加对环氧树脂体系抗拉强度性能的影响的关系图；
图3为本发明的功能性外加剂的添加对环氧树脂体系断裂韧性性能的影响的关系图；
图4为本发明的功能性外加剂的添加对环氧树脂体系耐磨性能的影响的关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参阅图1，一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52份；稀释剂：24份；固化剂：34份；促进剂：5份；改性外加剂：12份；功能性外加剂：6份；填料：4份。
所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂，环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂。
所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚，其中环氧丙烷丁基醚以丁醇和环氧氯丙烷为原料，经两步反应合成。
所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为胺类固化剂。
所述胺类固化剂的用量＝MG/Hn，其中M＝胺分子量；Hn＝含活泼氢数目；G＝环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)。
所述改性外加剂为乙烯树脂，其中乙烯树脂为由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，易溶于苯乙烯溶液。
所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.6：0.8。
所述填料为玻璃纤维，其中玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
为了更好的展现高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备流程，本实施例现提出一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
实施例二
参阅图1，一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：64份；稀释剂：32份；固化剂：46份；促进剂：16份；改性外加剂：24份；功能性外加剂：6份；填料：12份。
所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂，环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为邻甲酚型酚醛环氧树脂。
所述稀释剂为多缩水甘油醚，多缩水甘油醚为含有多缩水甘油基团的有机醚化合物。
所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为酸酐固化剂。
酸酐固化剂的用量＝MG(0.6-1)/100，其中M＝酸酐分子量；G＝环氧值；(0.6-1)为实验系数。
所述改性外加剂为聚酰胺树脂，其中聚酰胺树脂是分子中具有一CONH结构的缩聚型高分子化合物，由二元酸和二元胺经缩聚而得。
所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.6：1.0。
所述填料为石英粉，其中石英粉为用纯石英经破碎、拣选、清洗、酸处理、高温熔化、中碎、细磨、分级、除铁多道工序加工而成的符合使用要求的粉体。
为了更好的展现高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备流程，本实施例现提出一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
实施例三
参阅图1，一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52份；稀释剂：24份；固化剂：34份；促进剂：5份；改性外加剂：12份；功能性外加剂：10份；填料：4份。
所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂，环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为双酚A型酚醛环氧树脂。
所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚，其中环氧丙烷丁基醚以丁醇和环氧氯丙烷为原料，经两步反应合成。
所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为胺类固化剂。
所述胺类固化剂的用量＝MG/Hn，其中M＝胺分子量；Hn＝含活泼氢数目；G＝环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)。
所述改性外加剂为聚乙烯醇缩丁醛，其中聚乙烯醇缩丁醛为由聚乙烯醇与丁醛在酸催化下缩合的产物，其PVB分子含有较长支链。
所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.8：1.2。
所述填料为玻璃纤维，其中玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
为了更好的展现高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备流程，本实施例现提出一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
实施例四
参阅图1，一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52份；稀释剂：24份；固化剂：34份；促进剂：5份；改性外加剂：12份；功能性外加剂：8份；填料：4份。
所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂，环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂。
所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚，其中环氧丙烷丁基醚以丁醇和环氧氯丙烷为原料，经两步反应合成。
所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为胺类固化剂。
所述胺类固化剂的用量＝MG/Hn，其中M＝胺分子量；Hn＝含活泼氢数目；G＝环氧值(每100克环氧树脂中所含的环氧当量数)。
所述改性外加剂为乙烯树脂，其中乙烯树脂为由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，易溶于苯乙烯溶液。
所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.6：0.8。
所述填料为石英粉，其中石英粉为用纯石英经破碎、拣选、清洗、酸处理、高温熔化、中碎、细磨、分级、除铁多道工序加工而成的符合使用要求的粉体。
为了更好的展现高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备流程，本实施例现提出一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
实施例五
参阅图1，一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52份；稀释剂：24份；固化剂：34份；促进剂：5份；改性外加剂：12份；功能性外加剂：12份；填料：4份。
所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂，环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为邻甲酚型酚醛环氧树脂。
所述稀释剂为多缩水甘油醚，其中多缩水甘油醚为含有多缩水甘油基团的有机醚化合物。
所述固化剂对环氧树脂体系的性能影响大，从安全上选择固化剂，一般要求毒性小且便于安全生产，其中固化剂为酸酐固化剂。
所述酸酐固化剂的用量＝MG(0.6-1)/100，其中M＝酸酐分子量；G＝环氧值；(0.6-1)为实验系数。
所述改性外加剂为乙烯树脂，其中乙烯树脂为由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，易溶于苯乙烯溶液。
所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.6：1.1。
所述填料为玻璃纤维，其中玻璃纤维是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
为了更好的展现高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备流程，本实施例现提出一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
对比例
一种环氧树脂体系，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52份；稀释剂：24份；固化剂：34份；促进剂：5份；改性外加剂：12份；填料：4份。
按照实施例1-5及对比例所述的质量份数的原料制备环氧树脂体系，且对制备的环氧树脂体系进行性能测试，其测试情况如下：
1、抗拉强度性能测试(按照GB/T 3354的相关规定测试)：
取标准试样5份及对比试样1份，试样的尺寸为12.5*2.2mm，把试样对称地夹在上下夹持器中，开动试验机，在5mm/min内以稳定速度加载，其中抗拉强度T＝F/(b·l)，式中：F为试样剪切破坏的最大负荷；b为试样宽度；l为试样长度；并记录试样剪切破坏的最大负荷，如表1所示：
表1：抗拉强度性能测试
参阅图2，按照实施例1-5所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，相对于按照对比例所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，其抗拉强度强，环氧树脂体系中添加的功能性外加剂可明显提高环氧树脂体系的抗拉强度。
2、断裂韧性性能测试(按照GB/T 37900的相关规定测试)：
在疲劳裂纹前缘韧带部分测量试样厚度B，在切口附近测量试样宽度W，测量3次取平均值，安装三点弯曲试验底座，使加载线通过跨距S的中点，放置试样时应使缺口中心线正好落在跨距的中点，而且试样与支承辊的轴线应成直角，将载荷传感器和位移传感器的接线，分别按“全桥法”接入动态应变仪，并进行平衡调节，用动态输出档，将载荷和位移输出讯号分别接到函数记录仪的“Y”和“X”接线柱上，调整好函数记录仪的放大比，使记录曲线的初始斜率在0.7-1.5之间，开动试验机，对试样缓慢而均匀地加载，选择加载速载，加载时在P-V曲线上记录任一初载荷和断裂载荷的数值，以便于对P-V曲线上的载荷进行标定，加载结束后，压断试样，从X-Y系列实验记录仪上取下记录的曲线，并记录试样的断裂韧性性能，如表2所示：
表2：断裂韧性性能测试
参阅图3，按照实施例1-5所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，相对于按照对比例所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，其断裂韧性好，环氧树脂体系中添加的功能性外加剂可明显提高环氧树脂体系的断裂韧性。
3、耐磨性能测试(按照GB/T 3903.2的相关规定测试)：
称重法测量磨损试验前后试样重量变化，其差数即为磨损量，磨损量W＝G1-G2，式中：W为试样磨损量；G1为磨损试验前的试样重量；G2为磨损试验后的试样重量；并记录试样的磨损量，如表3所示：
表3：耐磨性能测试
参阅图4，按照实施例1-5所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，相对于按照对比例所述的质量份数的原料制备的环氧树脂体系，其耐磨性能好，环氧树脂体系中添加的功能性外加剂可明显提高环氧树脂体系的耐磨性能。
综上所述，本发明的高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系及其制备方法，通过向环氧树脂体系内添加功能性外加剂，且功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.5-0.8：0.8-1.2，可有效提高环氧树脂体系的抗拉强度、断裂韧性及耐磨性能，使环氧树脂体系得到了极大的改善，且在采用环氧树脂体系制备复合材料拉挤边框时，可使其具有高强度高韧性的特点，具有广阔的市场前景。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，包括如下质量份数的原料:
环氧树脂：52-64份；稀释剂：24-32份；固化剂：34-46份；促进剂：5-16份；改性外加剂：12-24份；功能性外加剂：6-14份；填料：4-12份。
2.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述环氧树脂为包含两个官能以上的环氧树脂。
3.如权利要求2所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述环氧树脂为酚醛环氧树脂，在酸性介质中苯酚与甲醛进行缩聚反应得到线型酚醛树脂，再与过量环氧丙烷在氢氧化钠存在下缩聚反应制得，其中酚醛环氧树脂为苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂中的一种或两种。
4.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述稀释剂为环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、多缩水甘油醚中的一种或两种，其中环氧丙烷丁基醚以丁醇和环氧氯丙烷为原料，经两步反应合成；多缩水甘油醚为含有多缩水甘油基团的有机醚化合物。
5.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐固化剂中的一种。
6.如权利要求5所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述胺类固化剂的用量＝MG/Hn，其中M＝胺分子量；Hn＝含活泼氢数目；G＝环氧值；
酸酐固化剂的用量＝MG/100，其中M＝酸酐分子量；G＝环氧值；为实验系数。
7.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述改性外加剂为乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或两种，其中乙烯树脂为由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂通过反应合成的乙烯基树脂，易溶于苯乙烯溶液；聚酰胺树脂是分子中具有一CONH结构的缩聚型高分子化合物，由二元酸和二元胺经缩聚而得；聚乙烯醇缩丁醛为由聚乙烯醇与丁醛在酸催化下缩合的产物，其PVB分子含有较长支链。
8.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述功能性外加剂包括增塑剂、增韧剂和耐磨剂，其中增塑剂、增韧剂和耐磨剂的质量份数比为1：0.5-0.8：0.8-1.2。
9.如权利要求1所述的一种高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系，其特征在于，所述填料为玻璃纤维、石英粉、氧化铝中的一种或两种，其中玻璃纤维以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布工艺制造，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，石英粉为用纯石英经破碎、拣选、清洗、酸处理、高温熔化、中碎、细磨、分级、除铁多道工序加工而成的符合使用要求的粉体。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的高强度高韧性复合材料拉挤边框用环氧树脂体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂和稀释剂加入乳化分散机内，以3400-6200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为20-30min，稀释至固含量为1％-4％，分散至粒径为120-260nm，得环氧树脂乳液；
S2：将环氧树脂乳液和固化剂加入搅拌分散机内，以2400-3600r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为10-24min，搅拌分散后，向搅拌分散机内加入促进剂和改性外加剂，以2600-4200r/min的转速进行搅拌分散，分散时间为14-26min，至充分溶解混合；
S3：向搅拌分散机内加入功能性外加剂和填料，以2800-3200r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为22-26min，搅拌后静置，制得环氧树脂体系。
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