[发明专利]一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预浸料及其制备方法。

背景技术

先进树脂基复合材料在航空航天、电子、交通、能源等领域具有举足轻重的地位，并逐渐成为国际上竞争最激烈的新材料领域之一。环氧树脂预浸料具有比强度、比模量高以及性能可设计和成形工艺多样性等特点，广泛应用于航天航空和民用领域等。

环氧树脂预浸料的固化温度高于120℃时，所得制品会产生较大的内应力，不利于控制尺寸精度，甚至会导致材料提前破坏。较高固化温度对复合材料的成型设备、模具工装和辅助材料要求较高且耗能高，在室温下贮存时间短，限制了预浸料的应用范围。

发明内容

本发明是要解决现有的环氧树脂预浸料的固化温度高，制备产品能耗高，不利于控制产品的尺寸精度的问题，贮存时间短和适用范围小的问题，而提供了一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料及其制备方法。

一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料由中温固化环氧树脂浸透增强材料而成；其中中温固化环氧树脂按质量分数由50%~90%环氧树脂混合物、5%~30%固化剂体系混合物和5%~20%增韧剂制备而成；环氧树脂混合物是按质量分数由20%~80%固态或半固态环氧树脂和20%~80%液态环氧树脂混合而成；固化剂体系混合物是按质量分数由40%~90%固化剂和10%~60%促进剂混合而成。

一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料的制备方法：一、将固态或半固态环氧树脂在干燥的容器内加热到50℃~140℃，恒温1小时~12小时，得熔融的环氧树脂，在其中加入液态环氧树脂，在容器内以1700转/min~3000转/min的转速进行搅拌，并在50℃~140℃下恒温0.1小时~3小时，得到环氧树脂混合物；其中环氧树脂混合物中按质量百分比加入的固态或半固态环氧树脂为20%~80%，加入的液态环氧树脂为20%~80%；二、将固化剂在干燥的容器内加热到50℃~100℃，恒温5小时~20小时，在其中加入促进剂，在容器内以1700转/min~3000转/min的转速进行搅拌0.5h~2h，得到固化剂体系混合物；该固化剂体系混合物中按质量百分比加入的固化剂为40%~90%，加入的促进剂为10%~60%；三、将增韧剂、步骤一中的环氧树脂混合物和步骤二中的固化剂体系混合物加入到干燥的容器内，混合均匀，即得到中温固化环氧树脂，该组合物中按质量百分比加入的环氧树脂混合物为50%~90%，加入的固化剂体系混合物为6%~30%，加入的增韧剂为4%~20%。四、将步骤三中得到的中温固化环氧树脂在50℃~140℃，恒温聚合10分钟~200分钟；以聚合的中温固化环氧树脂为基体材料与增强材料用热熔法制备预浸料。

本发明的优点：此预浸料的固化温度为70℃~100℃，较低的固化温度可以降低复合材料产品的制造成本，提高产品尺寸稳定性；此预浸料适用于热压罐成型、真空成型、模压成型和对模成型；此预浸料制备的复合材料具有优异的力学性能，且在常温下此类预浸料具有大于3个月的贮存期，有利于预浸料的贮存、运输和生产。本发明可用于制备飞机、航天器、游艇、自行车等国防和民用领域。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式来作进一步的说明，然而本发明技术方案却不局限于以下所列举具体实施方式。

具体实施方式一：一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料由中温固化环氧树脂浸透增强材料而成；其中中温固化环氧树脂按质量分数由50%~90%环氧树脂混合物、5%~30%固化剂体系混合物和5%~20%增韧剂制备而成；环氧树脂混合物是按质量分数由20%~80%固态或半固态环氧树脂和20%~80%液态环氧树脂混合而成；固化剂体系混合物是按质量分数由40%~90%固化剂和10%~60%促进剂混合而成。

本实施方式设计的一种中温固化环氧树脂为基体材料的预浸料的固化温度为70℃~100℃，较低的固化温度可以降低复合材料产品的制造成本，提高产品尺寸稳定性；此预浸料适用于热压罐成型、真空成型、模压成型和对模成型；此类预浸料制备的复合材料具有优异的力学性能，且在常温下此类预浸料具有大于3个月的贮存期，有利于预浸料的贮存、运输和生产。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的固态或半固态环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或几种的组合；液态环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂和甲醛清漆型环氧树脂中的一种或几种的组合。其它与具体实施方式一相同。