CN116144142B - 一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-酸酐固化剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-酸酐固化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合材料拉挤成型用环氧树脂体系及其制备方法，涉及环氧树脂体系技术领域。本发明环氧树脂体系是由环氧树脂、稀释剂以及功能性助剂组成的A组分和由酸酐、增韧剂以及促进剂组成的B组分混合而成。本发明的固化剂体系能够避免复合材料经高温固化后出现色差的现象。

Description

一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-酸酐固化剂及其制备 方法
技术领域
本发明属于环氧树脂固化剂技术领域，具体涉及一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化体系及其制备方法。
背景技术
对高分子复合材料进行拉挤成型时需要加入环氧树脂-有机酸酐固化体系，经过高温固化后，复合材料容易出现变色，进而导致出现色差的问题。
因此对现有环氧树脂-有机酸酐固化体系进行调整，以避免复合材料经固化拉挤后出现色差
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种复合材料拉挤成型用环氧树脂体系包括环氧树脂-有机酸酐固化剂及其制备方法。本发明环氧树脂-有机酸酐固化体系能够避免复合材料经高温固化后出现色差的现象。
本发明是采用以下技术方案实现的：
一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化剂，其是由A组分和B组分按质量比为100:100～120构成；
所述A组分是由以下质量份的原料组成：
环氧树脂80-100份，稀释剂0-20份，功能性助剂1-5份；所述功能性助剂是由润湿分散剂、消泡剂或内脱模剂混合而成；
所述B组分是由以下质量份的原料组成：
有机酸酐固化剂70-90份，增韧剂8-15份，促进剂0.5-2.0份。
优选的，所述环氧树脂是由环氧树脂I和环氧树脂II按质量比为30:5～12构成，所述环氧树脂I为环氧树脂E-51；所述环氧树脂II为环氧树脂TDE-85、环氧树脂AFG-90、氢化双酚A环氧树脂中的一种。
优选的，所述稀释剂为稀释剂AGE、稀释剂PGE、稀释剂BGE中的至少一种。其中本发明稀释剂均购自安徽新远公司，AGE牌号为XY-748，PGE牌号为XY-693，BGE牌号为XY-622.
优选的，所述润湿分散剂的牌号为BYK-W980或BYK-W985；所述消泡剂的牌号为BYK-530；所述内脱模剂的牌号INT-1890M。
优选的，所述酸酐为甲基四氢苯酐、桐油酸酐、甲基纳迪克酸酐中的至少一种。
优选的，所述增韧剂为佳化化学HIEFTO-TQ2。
优选的，所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。
本发明还提供了所述复合材料拉挤成型用环氧树脂-酸酐固化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备A组分：
将称取的环氧树脂、稀释剂以及功能性助剂加入到反应瓶中，在温度为50～60℃下搅拌均匀，得到A组分；
(2)制备B组分：
将称取的酸酐、增韧剂加入到反应瓶中，在温度为30～50℃下搅拌均匀后，再加入称取的促进剂，继续搅拌至物料均匀，得到B组分；
(3)混合
将制备的A组分和B组分按比例混合均匀。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种环氧树脂-有机酸酐固化剂，该固化剂是由A组分和B组分构成，其中A组分是利用环氧树脂、稀释剂以及功能性助剂混合而成，B组分是利用酸酐、增韧剂以及促进剂混合而成。利用本发明上述固化剂进行固化使用，不会使高分子复合材料产生色差。
附图说明
图1为利用实施例1制备的固化剂加工成的风电叶片主梁用拉挤复合板材；
图2为利用实施例2制备的固化剂加工成的风电叶片主梁用拉挤复合板材；
图3为利用实施例3制备的固化剂加工成的风电叶片主梁用拉挤复合板材；
图4为利用对比例1制备的固化剂加工成的风电叶片主梁用拉挤复合板材。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化剂，其制备方法如下：
(1)制备A组分：将反应瓶升温至55℃，开启搅拌(搅拌转速为50r/min)，将环氧树脂E-51 300g、三官能团脂环族环氧树脂TDE-85 61g、稀释剂AGE 3g、润湿分散剂BYK-W9805g、消泡剂BYK-530 1g、内脱模剂INT-1890M 5g加入到反应瓶中，待所有物料加完后，提升搅拌速度到100r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到A组分，备用。
(2)制备B组分：将甲基四氢苯酐(MeTHPA)300g、桐油酸酐(TOA)100g，增韧剂HIEFTO-TQ2 10g加入到温度为40℃的反应瓶中，缓慢搅拌均匀后，再加入2-甲基咪唑(2-MZ)4.5g，待所有物料加完后，提升搅拌转速为80r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到B组分；
(3)将A组分和B组分按重量比为100:110混合均匀，即得到本发明环氧树脂-酸酐固化剂。
实施例2
一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化剂，其制备方法如下：
(1)制备A组分：将反应瓶升温至55℃，开启搅拌(搅拌转速为50r/min)，将环氧树脂E-51 300g、三官能团脂环族环氧树脂AFG-90 58g、稀释剂PGE 3g、润湿分散剂BYK-W9805g、消泡剂BYK-530 1g、内脱模剂INT-1890M 5g加入到反应瓶中，待所有物料加完后，提升搅拌速度到100r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到A组分，备用。
(2)制备B组分：将甲基四氢苯酐(MeTHPA)300g、桐油酸酐(TOA)42g、甲基纳迪克酸酐(MNA)50g，增韧剂HIEFTO-TQ2 12g加入到温度为40℃的反应瓶中，缓慢搅拌均匀后，再加入2-甲基咪唑(2-MZ)4.5g，待所有物料加完后，提升搅拌转速为80r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到B组分；
(3)将A组分和B组分按重量比为100:110混合均匀，即得到本发明环氧树脂-酸酐固化剂。
实施例3
一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化剂，其制备方法如下：
(1)制备A组分：将反应瓶升温至55℃，开启搅拌(搅拌转速为50r/min)，将环氧树脂E-51 300g、氢化双酚A环氧树脂120g、稀释剂BGE 3g、润湿分散剂BYK-W985 5g、消泡剂BYK-530 1g、内脱模剂INT-1890M 5g加入到反应瓶中，待所有物料加完后，提升搅拌速度到100r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到A组分，备用。
(2)制备B组分：将甲基四氢苯酐(MeTHPA)410g、增韧剂HIEFTO-TQ215g加入到温度为40℃的反应瓶中，缓慢搅拌均匀后，再加入2-甲基咪唑(2-MZ)5g，待所有物料加完后，提升搅拌转速为80r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到B组分；
(3)将A组分和B组分按重量比为100:100混合均匀，即得到本发明环氧树脂-酸酐固化剂。
对比例1
一种复合材料拉挤成型用环氧树脂-有机酸酐固化剂，其制备方法如下：
(1)制备A组分：将反应瓶升温至55℃，开启搅拌(搅拌转速为50r/min)，将环氧树脂E-51 400g、稀释剂AGE 3g、润湿分散剂BYK-W980 5g、消泡剂BYK-530 1g、内脱模剂1890M5g加入到反应瓶中，待所有物料加完后，提升搅拌速度到100r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到A组分；
(2)制备B组分：将反应瓶升温至40℃，缓慢开启搅拌，将甲基四氢苯酐(MeTHPA)400g，增韧剂HIEFTO-T14 15g加入反应瓶中，待以上物料混合均匀后，再加入2-甲基咪唑(2MZ)5g，待所有物料加完后，提升搅拌转速为80r/min，搅拌30min至物料均匀，即得到B组分；
(3)将A组分和B组分按重量比为100:100混合，即得到环氧树脂-酸酐固化剂。
将实施例1-3以及对比例1制备的环氧树脂-有机酸酐固化剂进行使用，制备风电叶片主梁用拉挤复合板材。
具体使用方法如下：
将示例所制备的环氧树脂-有机酸酐固化剂均匀混合后，加入胶槽中，玻璃纤维或碳纤维纱线在胶槽中浸入，之后进入模具固化成型，模具温度一般为三段加热，加热温度分别为150-170℃、170-190℃、180-200℃，拉挤速度为0.2-1.2m/min。通过高温模具加热后，制得的复合材料板材，进行颜色对比以及力学性能对比，如表1和图1-4所示。
表1
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种复合材料拉挤成型用环氧树脂体系，其特征在于，由A组分和B组分按质量比为100:100～120构成；
所述A组分是由以下质量份的原料组成：
环氧树脂80-100份，稀释剂0-20份，功能性助剂1-5份；所述功能性助剂是由润湿分散剂、消泡剂或内脱模剂混合而成；
所述B组分是由以下质量份的原料组成：
有机酸酐固化剂70-90份，增韧剂8-15份，促进剂0.5-2.0份；
所述环氧树脂是由环氧树脂I和环氧树脂II按质量比为30:5～12构成，所述环氧树脂I为环氧树脂E-51；所述环氧树脂II为环氧树脂TDE-85、环氧树脂AFG-90、氢化双酚A环氧树脂中的一种；
所述稀释剂为稀释剂AGE、稀释剂PGE、稀释剂BGE中的至少一种；
所述润湿分散剂的牌号为BYK-W980或BYK-W985；
所述消泡剂的牌号为BYK-530；
所述内脱模剂的牌号INT-1890M；
所述有机酸酐为甲基四氢苯酐、桐油酸酐、甲基纳迪克酸酐中的至少一种；
所述增韧剂为佳化化学HIEFTO-TQ2；
所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。
2.根据权利要求1所述复合材料拉挤成型用环氧树脂体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备A组分：
将称取的环氧树脂、稀释剂以及功能性助剂加入到反应瓶中，在温度为50～60℃下搅拌均匀，得到A组分；
(2)制备B组分：
将称取的酸酐、增韧剂加入到反应瓶中，在温度为30～50℃下搅拌均匀后，再加入称取的促进剂，继续搅拌至物料均匀，得到B组分；
(3)混合
将制备的A组分和B组分按比例混合均匀。
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