[发明专利]颗粒固化组分

说明书

本发明涉及热固性树脂的颗粒固化组分，所述颗粒固化组分包含固体树脂的粒子，其中所述热固性树脂的固化剂分散在固体树脂的粒子中。本发明也涉及形成颗粒固化组分的方法以及包含颗粒固化组分的组合物。

技术领域

本发明涉及可固化树脂组合物的添加剂，特别是颗粒固化组分，该颗粒固化组分可以延长它们所存在的可固化树脂组合物的外置寿命(outlife)而在升高温度又不会显著影响组合物的固化性质或显著影响组合物一旦固化后的性质。本发明也涉及制备颗粒固化组分、包含颗粒固化组分的可固化树脂组合物的方法，包含这样的可固化树脂组合物的预浸料和半浸料，以及由这样的可固化树脂组合物形成固化的复合材料的方法。

背景技术

复合层状结构是牢固和轻质的。它们的用途众所周知，常用于汽车、航空航天工业、体育用品和海上应用。

通常，复合材料通过堆叠用可固化树脂材料预浸渍的纤维增强材料层(预浸料)来制造。树脂材料然后通过加热叠层同时将其压制来固化。这使得树脂流动以加固纤维叠层，然后固化。这可得到完整的层状复合结构。

复合材料也可以如下形成：将干燥纤维材料的层排列进模具中，然后用可固化树脂灌注。树脂浸湿干燥材料的纤维，然后固化。这种方法称为树脂传递模塑法(RTM)。

两种方法都得到具有层状结构的复合材料，所述层状结构具有一系列浸渍的纤维增强材料层。

两种方法都依赖于使用可固化树脂材料，即，可以通过添加能量、特别是通过加热固化以形成互聚物的聚合物材料。考虑到树脂的反应性，用于固化包含可固化树脂的组分所采用的固化循环是温度和时间的平衡。从经济的角度，期望该循环时间尽可能短。在很多情况中，也优选固化在相对低的温度例如80℃、或甚至更低的温度进行。此外，要求热来引发树脂的固化，固化反应本身可能是高度放热的，需要在时间/温度固化循环中考虑这一点。重要的是平衡以下两方面的需求：使用反应性树脂的模塑循环必须要短，并且要控制放热以避免损害树脂和/或模具。因此使用固化试剂(curing agents)(有时称为“固化剂(curatives)”)以便活化和控制树脂的固化以提供所需的固化循环、固化的放热以及最终固化的树脂的性质，和/或降低固化可进行的温度。已经提出了众多用于树脂的固化试剂，且其广泛使用。

树脂的外置寿命是下述持续时间，树脂可以在不交联的情况下储存到其无法再使用的时间点截止的持续时间。对短的固化循环和/或相对低的固化温度的期望也必须与树脂的外置寿命相平衡。固化循环和/或有效的固化温度可以通过加入更多的固化试剂和固化加速剂来减小；但是这会损害树脂的外置寿命。该问题有时通过将固化剂和树脂分开储存和运输、并在即将固化时将它们混合来解决，但是这会引入另外的加工步骤，并且也可能由于固化剂在树脂中的不充分混合而导致差的固化。

因此，已经进行各种尝试来将固化剂混入到树脂组合物中，但是需要限制固化剂和树脂在正常储存条件下的相互作用。一种这样的方法是在降低的温度储存包含固化剂的树脂、或包含这样的树脂的产物，但是这会带来储存、运输和处理树脂和树脂灌注产品方面的困难。另一种方法包括改性固化剂，使得其不能够在正常储存条件下与树脂相互作用，或者使得在正常储存条件下固化的速率降低，例如通过将固化剂包封或包覆以减少与树脂的相互作用。但是，完全包覆或包封的固化剂的生产可能是困难的，并且如果包覆或包封不完全、或者如果其在形成之后损坏，固化剂可能会迅速释放，使得树脂查明是无法预测的固化。用于形成包覆层或包封层的材料也可能会不利地影响固化的树脂的性质。

EP0672707涉及热固性树脂组合物的微包封的固化试剂，其中热固性树脂的固化试剂微包封在溶解于热固性树脂中的热塑性树脂中。但是，将固化试剂微包封的方法是复杂的，且如果微包封不完全和/或如果微包封涂层在形成之后损坏，固化试剂可能无法预料地释放。另外，热塑性树脂和/或形成微包封涂层所需的其它组分可能不利地影响热固性树脂在固化过程中或之后的性质。

发明内容

本发明的目的是消除或者至少缓解上述问题和/或概要地提供优势。