[发明专利]环氧树脂组合物及经固化得到的环氧树脂材料

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂组合物及经固化得到的环氧树脂材料。

背景技术

环氧树脂组合物因为其多样性和优良的综合性能而应用非常广泛，如在粘合剂、涂料、印刷线路板、半导体密封材料中都有许多环氧树脂组合物应用的例子，环氧树脂组合物还大量与高性能纤维（如碳纤维、芳纶、高强玻璃纤维等）复合制备高性能纤维复合材料。高性能纤维复合材料具有很高的比强度、比模量、耐腐蚀、比重低等优异性能，广泛用于航空航天设备的受力部件中。

但环氧树脂组合物与高性能纤维在力学强度、拉伸模量等方面差距较大，如匹配不好将降低复合材料的性能。如环氧树脂组合物固化物的拉伸模量（或弯曲模量）过低可能降低复合材料的压缩强度，环氧树脂组合物固化物与高性能纤维结合力差可能降低复合材料的层间剪切强度。所以制备高性能纤维复合材料的环氧树脂组合物一般要求具有高拉伸强度和拉伸模量（或弯曲模量），与高性能纤维有好的结合力。好的结合力可通过高性能纤维表面改性、选择合适的上浆剂等方法来改善，这一般是由高性能纤维的制造商来完成的。因此，选择制备高强度、高模量的环氧树脂组合物对制备高性能纤维复合材料就是极其重要的。在以往的文献中已有一些可用于制备纤维增强复合材料的高模量环氧树脂组合物的例子。

欧洲专利EP0133281A2揭示了一种可用于制备纤维复合材料的高模量环氧树脂组合物，固化剂为三亚甲基双(对氨基-苯甲酸酯)，环氧树脂采用四缩水甘油基4,4’-二氨基二苯基甲烷(或与双酚A型环氧树脂的混合物)，在180℃固化3小时，得到的环氧树脂组合物固化物模量高于二氨基二苯基砜(DDS)作固化剂的环氧树脂组合物固化物，弯曲模量为3100～4300MPa。但这种环氧树脂组合物存在玻璃化转变温度降低明显的缺点。

中国专利CN1242792A揭示了一种可用于制备纤维复合材料的高模量环氧树脂组合物，组成为两种不同黏度的双酚A型环氧树脂加入溴化双酚A型环氧树脂和四缩水甘油胺型环氧树脂，固化剂为二氰基二酰胺（双氰胺DICY7），固化助剂3-（3，4-二氯苯基）-1，1-二甲基尿素（DCMU99），另加入2～5份N，N-二甲基丙烯酰胺（或丙烯酰胺、丙烯酰吗啉）和7份热塑性树脂（聚乙烯醇缩甲醛），135℃固化2小时得到的环氧树脂组合物固化物，弯曲模量大于3200MPa，与碳纤维的复合材料有较高的层间剪切强度。

世界专利WO97024398揭示了一种可用于制备纤维复合材料的高模量环氧树脂组合物，该专利方法认为要得到高模量环氧树脂组合物需采用间位取代的多官能环氧树脂（如三甘油基-间-氨基苯酚）与双酚F型环氧树脂（或缩水甘油胺型环氧树脂）的混合物，固化剂为二氨基二苯基砜（DDS），热塑性树脂采用聚醚砜。该环氧树脂组合物与碳纤维的复合材料压缩强度、开孔拉伸强度优异，耐湿热性好。

但现有技术的环氧树脂材料的模量有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是现有技术中存在的环氧树脂材料模量低的问题，提供一种环氧树脂组合物，该组合物经固化得到的环氧树脂材料具有模量高的特点。

本发明要解决的技术问题之二是提供上述技术问题之一所述的组合物经固化得到的环氧树脂材料。

本发明要解决的技术问题之三是上述技术问题之二所述环氧树脂材料的制备方法。

为解决上述技术问题之一，本发明的技术方案如下：环氧树脂组合物，包括以下组成：

（1）双酚A型环氧树脂20～80质量份；

（2）多官能团缩水甘油胺型环氧树脂，且所述多官能团缩水甘油胺型环氧树脂与所述双酚A型环氧树脂合计为100质量份；

（3）芳香族二胺类固化剂，占双酚A型环氧树脂和多官能团缩水甘油胺型环氧树脂总质量的10～26wt%。

上述技术方案中，所述双酚A型环氧树脂优选在25℃时的黏度为4～25Pa.s，环氧当量优选为160～250。

上述技术方案中，所述多官能团缩水甘油胺型环氧树脂优选为四缩水甘油基二胺基二苯基甲烷。更优选其在25℃时的黏度为5～20Pa.s，环氧当量为105～130。

上述技术方案中，所述芳香族二胺类固化剂优选为间苯二胺。用量优选占双酚A型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂总质量的12～20%。

为解决上述技术问题之二，本发明的技术方案如下：上述技术问题之一的技术方案中任一项所述环氧树脂组合物经固化得到的环氧树脂材料。

上述技术方案中，所述的固化优选为热固化；更优选固化温度为80℃～150℃；固化时间优选为2～6小时。