[发明专利]一种适用于RTM耐高温环氧基体及其制备方法

说明书

一种适用于RTM耐高温环氧基体及其制备方法，本发明涉及一种环氧基体及其制备方法。为了实现固化剂和促进剂的良好分散，本发明提高了反应釜的搅拌速度，另一方面为了避免固化剂与环氧树脂发生较多反应，破坏其潜伏性，本发明控制了加入固化剂和促进剂后的混合时间；其次，在制备环氧基体时，为了兼顾各个原料组分的分散效果以及固化剂的潜伏性，在加入原料时，并没有直接将助剂和固化剂组分同时投入到树脂组分中，而是先在相对较高的温度下投入助剂，使助剂在高温和低粘度的情况下可较充分的分散在树脂组分中，然后再在相对适中的温度下投入潜伏性胺类固化剂和促进剂。

技术领域

本发明涉及一种环氧基体及其制备方法。

背景技术

RTM是树脂传递模塑成型简称，定义是具有反应活性的液态低粘度树脂在闭合模具内流动，同时浸润增强纤维，并在压力注入或者真空吸注条件下排除气体，最终在模具内完成固化，脱模得到成型的制品。RTM成型工艺与其他工艺相比具有以下特点：(1)模具和模压设备的核心设备投资少，即用低吨位压机就可以制造较大的制品；(2)RTM工艺制造的制品两面均光滑、尺寸比较稳定、容易组装；(3)允许制品带有泡沫夹层结构以及加强筋、镶嵌件等附着物，设计比较灵活；(4)模具的制造时间短，能够在短期内投产；(5)对树脂和填料的适用性比较广泛；(6)制品后加工量比较少；(7)成型过程中单体挥发少，环境污染比较小；(8)制品的生产周期短，原材料损耗少，劳动强度低。

目前，国际上RTM成型工艺专用树脂大多为环氧树脂、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂等，这些树脂的使用温度区间比较宽，其工艺性能和力学性能均能够满足基本的应用要求。对RTM基体树脂的工艺性有如下要求：(1)粘度：树脂的粘度范围是0.1Pa·s～1Pa·s，Becker在研究RTM工艺过程中，提出了树脂粘度上限标准是0.8Pa·s，一般我们期望粘度在0.2Pa·s～0.3Pa·s之间，真空模塑粘度最好低于0.2Pa·s。如果树脂粘度太高，在工艺操作时需要较大的注射压力，容易将增强纤维冲刷错位，同时空气也不易排出；如果粘度过低，树脂充满模腔的速度大于浸润增强纤维的速度，会导致复合材料的干斑、空隙等疏松缺陷；(2)适用期：较长的工艺适用期是理想的树脂体系必须具备的，若在树脂充满模腔之前固化，则不利于大型构件的成型。因此，考察树脂体系的适用期十分重要；(3)固化反应性：良好的固化反应性是理想的树脂体系应该具备的，要求体系在固化时放热少，固化速度要适宜，同时温度也不能过高；(4)收缩率：为了保证制品的尺寸精度和表面质量，要求树脂固化时收缩率低，同时可以防止开裂和空隙等的产生；(5)性能：树脂的各种性能，比如强度、韧性和耐温性等方面，应该满足制品实际具体应用的技术指标；(6)为了确保树脂和纤维之间具有较好的浸润性和粘接强度，树脂体系应与增强纤维良好匹配，以此保证制品的各项性能。

发明内容

本发明为了满足上述RTM成型要求的低粘度、耐高温、高韧性的环氧树脂基体，而提供一种适用于RTM耐高温环氧基体及其制备方法。

本发明的适用于RTM耐高温环氧基体按重量份数是由以下成分组成：环氧树脂50份～90份、增韧剂5份～30份、潜伏性胺类固化剂5份～40份、促进剂0.5份～2.5份和助剂0.2份～1份。

本发明的适用于RTM耐高温环氧基体的制备方法如下：

一、将上述称量好的环氧树脂加入反应釜中，开始加热和搅拌，搅拌速度为55转/min～65转/min，温度为145℃～155℃，保温1.5h～2h；

环氧树脂加热是为了大量生产时环氧树脂能达到150℃的温度要求；

二、将上述称量好的增韧剂缓慢加入到步骤一的反应釜中，在145℃～155℃保温3.5h～4h且同时搅拌，待增韧剂完全溶于环氧树脂中之后加入上述称量好的助剂，将混合体系降温至100℃～105℃，加入上述称量好的潜伏性胺类固化剂和促进剂并在100℃～105℃搅拌15min～20min，之后将树脂进行真空脱泡处理，得到适用于RTM耐高温环氧基体；