一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制品在戶外使用時，會受到光、熱、氧、潮濕、水分等氣候因素作用，引起微觀結(jié)構(gòu)的破壞，失去原有的物理機械性能，同時還會使材料老化變色，最終喪失使用價值。氣候因素會影響復(fù)合材料的基體、內(nèi)部纖維、復(fù)合材料界面這三個方面，其中基體的耐候性對復(fù)合材料耐候性起主要作用。復(fù)合材料常用的雙酸A型環(huán)氧樹脂由于分子結(jié)構(gòu)中有苯環(huán)、雙鍵的存在，在紫外線照射下、濕熱環(huán)境下樹脂基體中的苯環(huán)、雙鍵會被破壞，從而使材料發(fā)生老化。在纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制品的制備過程中，通過研制或選用耐候性的原材料，或者在環(huán)氧樹脂中加入抗老化助劑的方法來提高纖維增強復(fù)合材料的耐候性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種配方及制備方法簡單，力學(xué)性能良好，具有出色的抗色變性能和優(yōu)秀耐候性的高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂。
[0004]—種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂，其特征在于按以下方法制備而來:
[0005]將脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于120?140°C溫度下攪拌反應(yīng)30?40min，過濾;所得濾液中加入甲基六氫苯酐，于20?30°C溫度下攪拌混合均勻；加入多元醇和催化劑，于20?30°C溫度下攪拌混合5-10min，得到高耐候性環(huán)氧樹脂；
[0006]所用原料按質(zhì)量份數(shù)計如下:
[0007]脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:95-105份；
[0008]異氰尿酸三縮水甘油酯:50-80份；
[0009]甲基六氫苯酐:200-230份；
[0010]多元醇:卜1.5份；
[0011]催化劑:卜1.5份。
[0012]優(yōu)選，所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是ERL-4221樹脂。
[0013]優(yōu)選，所述多元醇是乙二醇或丙二醇。
[0014]優(yōu)選，所述催化劑是芐基二甲胺或DMP-30。
[0015]本發(fā)明有益效果如下:
[0016]本發(fā)明的高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂配方及其制備方法簡單，成本低，工藝性好，所制得的纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能良好，抗色變性能出色，耐候性優(yōu)秀。
[0017]常用的在環(huán)氧樹脂中加入抗老化助劑的方法雖然能在短期內(nèi)有良好的提升耐候性的效果，但是會使環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能明顯下降。本發(fā)明脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯分子結(jié)構(gòu)中均不含苯環(huán)，且力學(xué)性能良好，因此不需要加入抗老化助劑也能有很好的耐老化性能。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例進一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0019]實施例1
[0020]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0021]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0022]異氰尿酸三縮水甘油酯:50份；
[0023]甲基六氫苯酐:200份；
[0024]乙二醇:I份；
[0025]芐基二甲胺:I份。
[0026]具體制備工藝步驟:
[0027]將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。所得樹脂25°C時粘度為250mPa.s，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為90MPa，抗彎模量為3.44GPa。
[0028]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為92%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%?？梢姳景l(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
[0029]實施例2
[0030]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0031]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0032]異氰尿酸三縮水甘油酯:80份；
[0033]甲基六氫苯酐:200份；
[0034]乙二醇:1.5份；
[0035]芐基二甲胺:1.5份。
[0036]具體制備工藝步驟:
[0037]將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。
[0038]所得樹脂25°C時粘度為300mPa.S，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為11 IMPaJA彎模量為3.26GPa。
[0039]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為93%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%?？梢姳景l(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
[0040]實施例3
[0041]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0042]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0043]異氰尿酸三縮水甘油酯:60份；
[0044]甲基六氫苯酐:210份；
[0045]乙二醇:1份；
[0046]芐基二甲胺:1份。
[0047]具體制備工藝步驟:
[0048]將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。
[0049]所得樹脂25°C時粘度為240mPa.S，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為106MPa，抗彎模量為3.30GPa。
[0050]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為95%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%?？梢姳景l(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
[0051 ] 實施例4
[0052]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0053]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0054]異氰尿酸三縮水甘油酯:70份；
[0055]甲基六氫苯酐:200份；
[0056]乙二醇:1.25份；
[0057]芐基二甲胺:1.25份。
[0058]具體制備工藝步驟:
[0059]將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。
[0060]所得樹脂25°C時粘度為270mPa.S，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為I1MPaJA彎模量為3.30GPa。
[0061]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為92%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%。可見本發(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
[0062]實施例5
[0063]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0064]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0065]異氰尿酸三縮水甘油酯:80份；
[0066]甲基六氫苯酐:210份；
[0067]乙二醇:I份；
[0068]芐基二甲胺:I份。
[0069]具體制備工藝步驟:
[0070]將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。
[0071]所得樹脂25°C時粘度為260mPa.S，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為105MPa，抗彎模量為3.33GPa。
[0072]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為92%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%。可見本發(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
[0073]實施例6
[0074]由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制備本發(fā)明的一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂:
[0075]ERL-4221 樹脂:100 份；
[0076]異氰尿酸三縮水甘油酯:70份；
[0077]甲基六氫苯酐:210份；
[0078]乙二醇:1.5份；
[0079]芐基二甲胺:1.5份。
[0080]具體制備工藝步驟:
[0081 ] 將ERL-4221樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于130°C溫度下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌30min ;過濾，在濾液中加入甲基六氫苯酐，于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min，加入乙二醇和節(jié)基二甲胺，再于室溫下，以200r/min的轉(zhuǎn)速混合攪拌5min。
[0082]所得樹脂25°C時粘度為270mPa.S，工藝性好;樹脂澆鑄體抗彎強度為I1MPaJA彎模量為3.24GPa。
[0083]所得樹脂的澆鑄體試按照GB2574—89于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為90%;復(fù)合材料常用的E51樹脂澆鑄體按照同標(biāo)準(zhǔn)于恒定濕熱箱中30天后彎曲模量保留率為73%。可見本發(fā)明制備的樹脂具備更好的耐候性。
【主權(quán)項】
1.一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂，其特征在于按以下方法制備而來: 將脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于120?140°C溫度下攪拌反應(yīng)30?40min，過濾;所得濾液中加入甲基六氫苯酐，于20?30°C溫度下攪拌混合均勻；加入多元醇和催化劑，于20?30°C溫度下攪拌混合5-10min，得到高耐候性環(huán)氧樹脂； 所用原料按質(zhì)量份數(shù)計如下: 脂環(huán)族環(huán)氧樹脂:95-105份； 異氰尿酸三縮水甘油酯:50-80份； 甲基六氫苯酐:200-230份； 多元醇:1-1.5份； 催化劑:1-1.5份。2.如權(quán)利要求1所述高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂，其特征在于所述脂環(huán)族環(huán)氧樹脂是ERL-4221樹脂。3.如權(quán)利要求1所述高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂，其特征在于所述多元醇是乙二醇或丙二醇。4.如權(quán)利要求1所述高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂，其特征在于所述催化劑是芐基二甲胺或DMP-30。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂。按以下方法制備而來：將脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、異氰尿酸三縮水甘油酯于120～140℃溫度下攪拌反應(yīng)30～40min，過濾；所得濾液中加入甲基六氫苯酐，于20～30℃溫度下攪拌混合均勻；加入多元醇和催化劑，于20～30℃溫度下攪拌混合5-10min，得到高耐候性環(huán)氧樹脂；所用原料按質(zhì)量份數(shù)計如下：脂環(huán)族環(huán)氧樹脂：95-105份；異氰尿酸三縮水甘油酯：50-80份；甲基六氫苯酐：200-230份；多元醇：1-1.5份；催化劑：1-1.5份。本發(fā)明的高耐候性復(fù)合材料用環(huán)氧樹脂配方及其制備方法簡單，成本低，工藝性好，所制得的纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能良好，抗色變性能出色，耐候性優(yōu)秀。
【IPC分類】C08G59/62, C08G59/42, C08G59/32
【公開號】CN105504231
【申請?zhí)枴緾N201610046253
【發(fā)明人】王鈞, 張廣漢, 段華軍, 楊小利
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月22日