[发明专利]一种单液型环氧树脂组合物及纤维增强复合材料

说明书

本发明公开了一种单液型环氧树脂组合物及纤维增强复合材料，单液型环氧树脂组合物包括：环氧树脂组分和固化剂组分；按重量份计，环氧树脂组分包括：环氧当量100‑220g/eq的双官能型液体环氧树脂20～50份、环氧当量10000‑30000g/eq的双官能型高分子量环氧树脂1～10份、环氧当量100‑230g/eq的多官能型环氧树脂25～60份、环氧当量200‑400g/eq的含有噁唑烷酮五员环结构的环氧树脂15～40份；纤维增强复合材料包括纤维和单液型环氧树脂组合物。本发明单液型环氧树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度达到170℃及以上，冲击韧性为12KJ/m²及以上，兼具高耐热性和高韧性。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种单液型环氧树脂组合物及纤维增强复合材料，具体涉及一种兼具高耐热性和高韧性的单液型环氧树脂组合物及纤维增强复合材料。

背景技术

近年来，在航空航天和汽车等结构材料、网球拍、高尔夫球杆以及钓鱼竿等运动器材中，越来越流行使用纤维增强复合材料替换金属材料来实现产品轻量化。纤维增强复合材料使用最广的基体是环氧树脂，环氧树脂与许多材料相容性都很好，对纤维的黏结性好，能用多种改性剂改性，固化收缩率低，固化时没有副产物，能在多种条件下固化，固化条件选择范围宽。同时，环氧树脂固化物(环氧树脂组合物固化得到的固化物)耐溶剂性好，抗蠕变性能好，电绝缘性能优良，耐腐蚀性良好，更具备了很好的机械性能。而且环氧树脂固化前可保持固态或液态，是很适合预浸料工艺操作的材料。缺点是其固化物的耐热性和韧性很难兼备，从而限制了其在高温条件下的应用。

为了提高纤维增强复合材料的耐冲击性，需要提高构成纤维增强复合材料的增强纤维的伸长率、环氧树脂的塑性变形能力和韧性，由于增强纤维的伸长率远大于树脂固化物的伸长率，提高环氧树脂的韧性是重要且有效的。常用于提高环氧树脂韧性的方法有加入韧性优异的橡胶成分，例如添加端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂，核壳橡胶，或是聚氨酯改性环氧树脂，二聚酸改性环氧树脂等，但是这些增韧剂的弹性模量和玻璃化转变温度(以下简称Tg)比环氧树脂的低很多，因此将橡胶成份或是聚氨酯改性环氧树脂，二聚酸改性环氧树脂等增韧剂用于环氧树脂中提高韧性，会降低固化物的弹性模量和玻璃化转变温度。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明提供一种单液型环氧树脂组合物及纤维增强复合材料，该环氧树脂组合物对纤维含浸性优异，该环氧树脂组合物的固化物兼有优异的弹性模量和韧性，此外，使用本发明的环氧树脂组合物作为基体树脂的纤维增强复合材料，兼有优异的耐热性和耐冲击韧性。

本发明提供一种单液型环氧树脂组合物，包括：环氧树脂组分和固化剂组分；

所述环氧树脂组分与固化剂组分的重量比为100:(3～20)；

按重量份计，所述环氧树脂组分包括：环氧当量100-220g/eq的双官能型液体环氧树脂20～50份、环氧当量10000-30000g/eq的双官能型高分子量环氧树脂1～10份、环氧当量100-230g/eq的多官能型环氧树脂25～60份、环氧当量200-400g/eq的含有噁唑烷酮五员环结构的环氧树脂15～40份。

作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述环氧树脂组分包括：环氧当量100-220g/eq的双官能型液体环氧树脂20～50份、环氧当量10000-30000g/eq的双官能型高分子量环氧树脂1～8份、环氧当量100-230g/eq的多官能型环氧树脂25～50份、环氧当量200-400g/eq的含有噁唑烷酮五员环结构的环氧树脂15～40份。

作为本发明的进一步改进，按重量份计，所述环氧树脂组分包括：环氧当量100-220g/eq的双官能型液体环氧树脂20～50份、环氧当量10000-30000g/eq的双官能型高分子量环氧树脂1～6份、环氧当量100-230g/eq的多官能型环氧树脂28～45份、环氧当量200-400g/eq的含有噁唑烷酮五员环结构的环氧树脂15～40份。