本發(fā)明屬于環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域，具體涉及一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液及其制備方法和在纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前，纖維增強(qiáng)塑料承壓管道一般使用熱固性樹(shù)脂，包括環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂及乙烯基樹(shù)脂等，對(duì)于力學(xué)性能要求較高的承壓管道，如海水淡化膜外殼、超高壓膜外殼和能量回收膜外殼等，對(duì)纖維增強(qiáng)塑料的剛度、層間剪切強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度要求較高，一般選擇環(huán)氧體系，其在長(zhǎng)期光照和高溫等條件下仍能保持較好的力學(xué)性能，但其固化溫度一般高于160℃，固化時(shí)間一般為幾小時(shí)至十幾小時(shí)，能耗較高，效率較低。

2、環(huán)氧樹(shù)脂自從1938年問(wèn)世以來(lái)，以其粘結(jié)強(qiáng)度高、收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高、加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防軍工、電子、機(jī)械、建筑、輕工等領(lǐng)域，是世界范圍內(nèi)的重要的精細(xì)高分子材料之一。雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂由于合成原料來(lái)源方便，成本低，同時(shí)固化產(chǎn)物性能能夠滿(mǎn)足多樣化的應(yīng)用需求，因此在環(huán)氧樹(shù)脂中它的應(yīng)用最廣。

3、雙酚a型環(huán)氧樹(shù)脂能夠和多種不同類(lèi)別的固化劑、催化劑、添加劑形成性能各異的固化物，具有優(yōu)異的物理機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)藥品性、低收縮率等特性廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代各個(gè)領(lǐng)域中。但在制備纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中還存在固化溫度高，固化時(shí)間長(zhǎng)，能耗較高，效率較低等問(wèn)題。在保持纖維增強(qiáng)塑料承壓管道的力學(xué)性能、耐溫耐腐性能的基礎(chǔ)上，降低固化溫度，減少固化時(shí)間，降低能耗，這對(duì)節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率都具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決在制備纖維增強(qiáng)塑料承壓管道固化時(shí)，固化溫度高，固化時(shí)間長(zhǎng)，能耗較高，效率較低等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液及其制備方法和在纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中的應(yīng)用。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明的目的之一在于提供一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液的制備方法，所述方法：

4、s1：向雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂中加入潤(rùn)濕劑和胺類(lèi)化合物，攪拌均勻，得到混合物；

5、s2：向酸酐中加入增韌劑和季銨鹽化合物，攪拌均勻，得到混合物；

6、s3：將s1混合物倒入s2混合物中，攪拌均勻；

7、s4：加入抗老化劑，攪拌均勻，加入增稠劑，攪拌均勻，消泡處理后得到環(huán)氧樹(shù)脂膠液。

8、進(jìn)一步限定，雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂、酸酐、季銨鹽化合物和胺類(lèi)化合物的質(zhì)量比為90-110:60-80:1-3.5:0.3-2，潤(rùn)濕劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～3％，增韌劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～10％，抗老化劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～2％，增稠劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～5％。

9、進(jìn)一步限定，酸酐為甲基四氫苯酐、內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐或甲基六氫苯酐，潤(rùn)濕劑為烷基縮水甘油醚聚合物或n-(羥烷基)胺縮合聚合物，增韌劑為聚丙二醇二縮水甘油醚、脂肪酸多縮水甘油醚、羧基液體丁腈橡膠或聚乙烯醇縮丁醛，抗老劑為苯并三唑類(lèi)混合物、苯基甲脒類(lèi)化合物、丙烯酸氟硼酯或苯氧醇汞，增稠劑為白炭黑，季銨鹽化合物為二甲基二烯丙基氯化銨(dadmac)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dac)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dmc)或甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨(maptac)，胺類(lèi)化合物為三乙醇胺、三(2-羥丙基)胺、三(2-羥乙基)甲基胺或三(2-羥乙基)氨基丙胺。

10、進(jìn)一步限定，s1、s2、s3和s4中攪拌時(shí)間為2-5min，攪拌速度為50-500r/min。

11、本發(fā)明的目的之二在于提供一種由上述制備方法制備的中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液。

12、本發(fā)明的目的之三在于提供一種上述中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液在纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中的應(yīng)用。

13、本發(fā)明的目的之四在于提供一種纖維增強(qiáng)塑料承壓管道，所述承壓管道由上述環(huán)氧樹(shù)脂膠液和纖維絲制備而成。

14、本發(fā)明的目的之五在于提供一種上述纖維增強(qiáng)塑料承壓管道的制備方法，所述方法：

15、將纖維絲浸入上述中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液中，然后通過(guò)管道模具熱固工藝加工制備而成。

16、進(jìn)一步限定，熱固工藝固化時(shí)間分兩段，第一段溫度為70-80℃，恒溫時(shí)間為2-3h，第二段溫度為110-130℃，恒溫時(shí)間為4-6h。

17、本發(fā)明的目的之六在于提供一種上述纖維增強(qiáng)塑料承壓管道在排水中的應(yīng)用。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：與胺類(lèi)固化劑相比，酸酐類(lèi)固化劑的優(yōu)點(diǎn)是揮發(fā)性小，毒性較低，對(duì)皮膚的刺激性小，使用期長(zhǎng)，易于操作，較大比例添加可以很好的降低與環(huán)氧樹(shù)脂混合后的粘度；與普通酸酐類(lèi)固化劑和叔胺類(lèi)促進(jìn)劑組合相比，固化反應(yīng)溫度降低，耐堿性能提升，具體優(yōu)點(diǎn)如下：

19、(1)使用本申請(qǐng)中溫固化的環(huán)氧樹(shù)脂膠液制備的纖維增強(qiáng)塑料承壓管道，在固化過(guò)程中，根據(jù)纖維增強(qiáng)塑料承壓管道厚度不同，最高固化溫度降低(20-45)℃，固化時(shí)間縮短(1-5)h，很大程度上降低能源消耗，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

20、(2)在配置本申請(qǐng)中溫固化的環(huán)氧樹(shù)脂膠液過(guò)程中，季銨鹽化合物和胺類(lèi)化合物分別催化環(huán)氧樹(shù)脂與酸酐固化劑的開(kāi)環(huán)共聚成酯反應(yīng)和環(huán)氧樹(shù)脂自聚成醚反應(yīng)，再通過(guò)提高環(huán)氧與酸酐的摩爾比例，在環(huán)氧與酸酐共聚生成聚酯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，多出環(huán)氧樹(shù)脂自聚生成聚醚柔性鏈，構(gòu)成聚酯與聚醚互穿或半互穿的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，這種聚醚柔性鏈提高了固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液的耐堿性腐蝕程度，耐5％氫氧化鈉性腐蝕性能提高5％以上，耐磨性提高3％以上，樹(shù)脂澆鑄體66℃介質(zhì)浸泡30d，彎曲強(qiáng)度保留率≥90％，浸泡6個(gè)月，樹(shù)脂基體彎曲強(qiáng)度保留率≥80％，且本申請(qǐng)的衛(wèi)生性能符合《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全防護(hù)規(guī)范》2001年版。

21、(3)本申請(qǐng)制備的纖維增強(qiáng)塑料承壓管道，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂膠液各組分的合理配比，在纏繞工藝中，可以使纖維和樹(shù)脂系界面之間形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，有利于增強(qiáng)界面粘接作用力，提高纖維增強(qiáng)塑料界面層間強(qiáng)度和分離膜外殼剛度，還可以降低纖維在高粘度樹(shù)脂中的表面張力，有利于于樹(shù)脂體系穿過(guò)纖維束內(nèi)部縫隙，使樹(shù)脂體系與纖維束形成更為緊密的結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品耐沖擊程度，且不降低其整體配方的耐溫性能，提高基體斷裂伸長(zhǎng)率，增強(qiáng)分離膜外殼韌性，降低因應(yīng)力或外力產(chǎn)生的裂紋、開(kāi)裂或架空等。

技術(shù)特征：

1.一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液的制備方法，其特征在于，所述方法：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，雙酚a環(huán)氧樹(shù)脂、酸酐、季銨鹽化合物和胺類(lèi)化合物的質(zhì)量比為90-110:60-80:1-3.5:0.3-2，潤(rùn)濕劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～3％，增韌劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～10％，抗老化劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～2％，增稠劑為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0～5％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，酸酐為甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐或內(nèi)次甲基四氫鄰苯二甲酸酐，潤(rùn)濕劑為烷基縮水甘油醚聚合物或n-(羥烷基)胺縮合聚合物，增韌劑為聚丙二醇二縮水甘油醚、脂肪酸多縮水甘油醚、羧基液體丁腈橡膠或聚乙烯醇縮丁醛，抗老劑為苯并三唑類(lèi)混合物、苯基甲脒類(lèi)化合物、丙烯酸氟硼酯或苯氧醇汞，增稠劑為白炭黑，季銨鹽化合物為dadmac、dac、dmc或maptac，胺類(lèi)化合物為三乙醇胺、三(2-羥丙基)胺、三(2-羥乙基)甲基胺或三(2-羥乙基)氨基丙胺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，s1、s2、s3和s4中攪拌時(shí)間為2-5min，攪拌速度為50-500r/min。

5.一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液，其特征在于，由權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法制備而成。

6.權(quán)利要求5所述的中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液在纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中的應(yīng)用。

7.一種纖維增強(qiáng)塑料承壓管道，其特征在于，所述纖維增強(qiáng)塑料承壓管道由權(quán)利要求5所述的環(huán)氧樹(shù)脂膠液和纖維絲制備而成。

8.權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)塑料承壓管道的制備方法，其特征在于，所述方法：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，熱固工藝固化時(shí)間分兩段，第一段溫度為70-80℃，恒溫時(shí)間為2-3h，第二段溫度為110-130℃，恒溫時(shí)間為4-6h。

10.權(quán)利要求7所述的纖維增強(qiáng)塑料承壓管道在排水中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
一種中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液及其制備方法和在纖維增強(qiáng)塑料承壓管道中的應(yīng)用。本發(fā)明屬于環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域。本發(fā)明解決了在制備纖維增強(qiáng)塑料承壓管道固化時(shí)，固化溫度高，固化時(shí)間長(zhǎng)，能耗較高，效率較低等問(wèn)題。本發(fā)明的中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液是由雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、酸酐、季銨鹽化合物、胺類(lèi)化合物、潤(rùn)濕劑、增韌劑、抗老化劑和增稠劑的合理配比得到的，通過(guò)本申請(qǐng)的中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂膠液和纖維絲制備的承壓管道，具有極優(yōu)機(jī)械性能和耐化學(xué)性能，加上固化溫度低和固化時(shí)間短，可以極大的縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐結(jié),張麗娜,許德利,朱守宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱樂(lè)普實(shí)業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9