專利名稱：一種快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)高分子化合物領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料表面缺陷的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，環(huán)氧樹脂與玻璃纖維復(fù)合材料以其質(zhì)量輕、耐腐蝕好、強(qiáng)度高、使用壽命長、施工方便、價(jià)廉等許多優(yōu)點(diǎn)而深受人們的重視和推崇，廣泛用于設(shè)備、復(fù)合材料制件的制備方面。目前大型復(fù)合材料制件的制造主要是采用真空灌注的方法，由于其外形大、鋪層比較復(fù)雜，在制造和使用過程中，總會出現(xiàn)各種缺陷和損傷，不僅影響安全生產(chǎn)，而且會造成經(jīng)濟(jì)損失。為了最大程度的降低損失，一方面需從源頭上控制工藝流程，減少缺陷；另一方面要完善缺陷修復(fù)體系，最大程度恢復(fù)其性能。但灌注完成后制件不可避免得存在缺陷，需要使用環(huán)氧樹脂體系進(jìn)行修補(bǔ)和補(bǔ)強(qiáng)?？焖傩扪a(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)環(huán)氧樹脂體系除了需高強(qiáng)度、韌性好、耐熱性好，還要求配套固化劑在室溫下句有很好的反應(yīng)活性，實(shí)現(xiàn)快速修補(bǔ)；具有很好的施工操作性，可在產(chǎn)品不同部位增補(bǔ)增強(qiáng)材料。目前修補(bǔ)增強(qiáng)使用環(huán)氧樹脂體系，多存在固化工藝復(fù)雜，條件苛刻，不能滿足多地域環(huán)境、復(fù)雜制件修補(bǔ)的缺點(diǎn)，因此需開發(fā)一種可根據(jù)制件修補(bǔ)位置、施工需求進(jìn)行調(diào)節(jié)的環(huán)氧樹脂體系以實(shí)現(xiàn)對復(fù)合材料制件的快速修補(bǔ)是很必要的，這能夠最大程度減少由于灌注缺陷造成的損失，延長復(fù)合材料制件的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供了一種快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系及其制備方法。技術(shù)方案
一種快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，由樹脂組分A和固化劑組分B兩部分混配而成，樹脂組分A包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑和消泡劑，固化劑組分B包括胺類固化劑和促進(jìn)劑，樹脂組分A和固化劑組分B的質(zhì)量比為100:25-35。樹脂組分A的質(zhì)量含量為雙酚A型環(huán)氧樹脂80-95份、環(huán)氧稀釋劑4_18份、消泡劑1-2份；
樹脂組分A中雙酚A型環(huán)氧樹脂為CYD-128、E-39D、E-44中的一種或是幾種；
樹脂組分A中環(huán)氧稀釋劑可以使是丁二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、環(huán)己二醇二縮水甘油醚或己二醇二縮水甘油醚中的至少一種；
樹脂組分A中的消泡劑為有機(jī)高分子消泡劑BYK-A525、BYK-A530、BYK-065中的一種或多種。固化劑組分B中各成分的質(zhì)量含量為聚醚胺60-80份，脂環(huán)胺和/或芳香胺2(T40份，每100份胺類固化劑添加促進(jìn)劑的量為5-25份。固化劑組分B中胺類固化劑中的脂肪胺和/或芳香胺包括孟烷二胺、間苯二甲胺、間苯二胺、異佛爾酮二胺、芐基二甲胺的一種或幾種。固化劑組分B中的促進(jìn)劑是叔胺、叔胺鹽、咪唑、咪唑鹽、酚類等促進(jìn)劑中的一種或幾種。固化劑組分B中的酚類促進(jìn)劑是壬基酚、三-(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)、4-叔丁基苯酚、雙酚A中的一種或是多種。本發(fā)明修補(bǔ)、增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂體系 的制備方法，包括如下步驟
a.樹脂組分A的制備將雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑和消泡劑加熱至40-60°C，高速攪拌90-120min，混合均勻，冷卻至室溫得到快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的樹脂組分A?；旌玫臉渲M分需放入容器內(nèi)，密封保存。b.固化劑組分B的制備將胺類固化劑和促進(jìn)劑加熱至60_80°C，高速攪拌60-90min，混合均勻，冷卻至室溫，得到快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的固化劑組分B?；旌玫墓袒瘎┙M分需放入容器內(nèi)，密封保存。c.樹脂組分A和固化劑組分B按照固定比例混合均勻，得到快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系。本發(fā)明快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系具有以下特點(diǎn)
I、使用方便。使用時(shí)將樹脂組分A和固化劑組分B按比例混合均勻，采用手糊的方法施工即可。在25°C時(shí)，IOOg該快速修補(bǔ)、增強(qiáng)環(huán)氧樹脂體系凝膠時(shí)間為10-45min，且凝膠后能夠快速完成固化，起到修補(bǔ)、增強(qiáng)作用。2、施工操作性好。室溫條件下，組分AB按比例混合均勻，體系旋轉(zhuǎn)粘度為350-750cp，易于施工。3、強(qiáng)度高。組分A、B按比例混合并攪拌均勻，經(jīng)過60-80°C固化后，所制備的樣品其拉伸強(qiáng)度大于70MPa，彎曲強(qiáng)度大于lOOMPa。4、模量高。組分A、B按比例混合并攪拌均勻，經(jīng)過60-80°C固化后，所制備的樣品其拉伸模量大于2700 MPa，彎曲模量大于2800 MPa。5、耐熱性能優(yōu)異。組分A、B按比例混合并攪拌均勻，經(jīng)過60-80°C固化后，所制備的樣品其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度大于80°C。6、收縮率小。組分A、B按比例混合并攪拌均勻，經(jīng)60_80°C固化后，收縮率不超過1%。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例I
組分A (即樹脂部分)按照質(zhì)量比例為雙酚A型環(huán)氧樹脂CYD-128 88-90份；丁二醇二縮水甘油醚9-11份；BYK-A530消泡劑I. 0-1. 2份。該組分A的制備方法為在容器中加入配方量的雙酚A型環(huán)氧樹脂、丁二醇二縮水甘油醚和消泡劑，將物料加熱至40-50°C攪拌均勻，即得到快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的樹脂組分A。組分B (即固化劑部分)按照質(zhì)量比例為聚醚胺65-75份，間苯二胺10_15份，異佛爾酮二胺10-20份，DMP-30為10份，2-乙基-4-甲基咪唑3份。該組分B的制備方法為在容器中加入配方量的聚醚胺、間苯二胺、異佛爾酮二胺、DMP-30、2-乙基-4-甲基咪唑，將物料加熱至70°C攪拌均勻，即得到高性能修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的組分B。使用時(shí)分別取組分A和組分B按照質(zhì)量比100:28-32的比例混合均勻。在25 °C條件下，IOOg快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的凝膠時(shí)間為35-45min，旋轉(zhuǎn)粘度為 650_750cp。
實(shí)施例2
組分A (即樹脂部分)按照質(zhì)量比例為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44 84-87份；環(huán)己二醇二縮水甘油醚12-15份、BYK-065消泡劑I. 0-1. 3份。該組分A的制備方法同實(shí)施例I組分A的制備方法。組分B (即固化劑部分)按照質(zhì)量比例為聚醚胺60-70份，間苯二胺10-15份，異佛爾酮二胺15-25份，2-乙基-4-甲基咪唑23份。該組分B的制備方法同實(shí)施例I組分B的比例及制備方法。使用時(shí)分別取組分A和組分B按照質(zhì)量比100:28-32的比例混合均勻。在25 °C條件下，IOOg快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的凝膠時(shí)間為15-25min，旋轉(zhuǎn)粘度為 450_600cp。實(shí)施例3
組分A (即樹脂部分)的比例及制備方法同實(shí)施例2組份A的制備方法組分B (即固化劑部分)按照質(zhì)量比例為聚醚胺60-70份，間苯二胺10-20份，異佛爾酮二胺10-20份，4-叔丁基苯酚為22份。該組分B的制備方法同實(shí)施例I的制備方法。使用時(shí)分別取組分A和組分B按照質(zhì)量比100:25-29的比例混合均勻。在25 °C條件下，IOOg快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的凝膠時(shí)間為25-35min，旋轉(zhuǎn)粘度為 600_750cp。實(shí)施例4
組分A (即樹脂部分)的比例及制備方法同實(shí)施例I組份A的制備方法組分B (即固化劑部分)按照質(zhì)量比例為聚醚胺70-80份，間苯二胺10-15份，異佛爾酮二胺10-15份，DMP-30為12份，壬基酚為13份。該組分B的制備方法同實(shí)施例I的制備方法。使用時(shí)分別取組分A和組分B按照質(zhì)量比100:32-35的比例混合均勻。在25 °C條件下，IOOg快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的凝膠時(shí)間為10-20min，旋轉(zhuǎn)粘度為 350_450cp。參照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對以上實(shí)施例及市場上使用的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂體系進(jìn)行力學(xué)及熱性能檢測，測試結(jié)果如下表。I.... II
:;市場上產(chǎn)]
檢《 射彳丨實(shí)I!例I 實(shí)鐘例2 實(shí)施倒3 實(shí)纏倆4 j 漏試方法 . i ;品 j --.........^.......-..........:——-.............................*.......-1-!!....................................一 丨I鍾份A為組份A為繼汾A為I IiftA為
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( _|鑄體園化條件為60*C4h+gcnCMW以上實(shí)施例的樹脂部分除了雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、消泡劑外，同時(shí)還可以添加其他不影響性能的其他添加劑，如脫泡劑等。固化劑部分除了聚醚胺類固化劑、脂環(huán)胺類固化劑和固化促進(jìn)劑，同時(shí)還可以添加其他不影響其綜合性能的添加劑，如顏料等。本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對本發(fā)明構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，由樹脂組分A和固化劑組分B混配而成，其特征在于樹脂組分A成分的質(zhì)量含量為雙酚A型環(huán)氧樹脂80-95份、環(huán)氧稀釋劑4-18份、消泡劑1-2份；固化劑組分B由胺類固化劑和促進(jìn)劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述樹脂組分A和固化劑 組分B的質(zhì)量比為100:25-35。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于雙酚A環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂CYD-128、E-44、E-39D中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述環(huán)氧稀釋劑為丁二醇二縮水甘油醚、環(huán)己二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚；所述消泡劑選自BYK-A525、BYK-A530、BYK-065中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述胺類固化劑為聚醚胺60-80份，脂環(huán)胺和/或芳香胺2(T40份；促進(jìn)劑為叔胺、叔胺鹽、咪唑、咪唑鹽、酚類促進(jìn)劑，按每100分胺類固化劑促進(jìn)劑的添加量為5 25份。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述脂環(huán)胺和/或芳香胺是甲苯二甲胺、間苯二胺、異佛爾酮二胺、孟烷二胺、芐基二甲胺中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于所述的酚類促進(jìn)劑是壬基酚、三-(二甲氨基甲基)苯酚、4-叔丁基苯酚、雙酚A中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系的制備方法，包括如下步驟 a.將雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑和消泡劑加熱至40-60°C下高速攪拌均勻，冷卻至室溫即得到樹脂組分A，所得樹脂組分需放入容器，密封保存； b.將胺類固化劑和促進(jìn)劑加熱至60-80°C，攪拌混合均勻，冷卻至室溫即得到固化劑組分B，所得固化劑組分需放入容器，密封保存； c.樹脂組分A和固化劑組分B按照固定質(zhì)量比混合均勻，得到快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂體系的制備方法，其特征在于制備樹脂給分A高速攪拌時(shí)為90-120min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用環(huán)氧樹脂體系的制備方法，其特征在于制備固化劑組分B高速攪拌時(shí)間為60-90min。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述制備快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系，其特征在于25V條件下，該低粘環(huán)氧樹脂體系旋轉(zhuǎn)粘度為350-750Cp，IOOg該低粘環(huán)氧樹脂體系凝膠時(shí)間為 10-45min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速修補(bǔ)、增強(qiáng)用低粘環(huán)氧樹脂體系及其制備方法，該體系是由樹脂組分A和固化劑組分B混合而成，其中樹脂組分包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧稀釋劑、消泡劑；固化劑組分B由胺類固化劑和促進(jìn)劑組成；環(huán)氧樹脂體系按樹脂固化劑=10025-35質(zhì)量比混合。本發(fā)明產(chǎn)品具有制備簡單、固化產(chǎn)物高強(qiáng)度、高模量、耐熱性能優(yōu)良、粘結(jié)性能好等特點(diǎn)，體系粘度低，易于施工，能夠廣泛應(yīng)用于風(fēng)電葉片、電信電纜檢修井、復(fù)合材料管道以及其他大型環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制件的修補(bǔ)和增強(qiáng)。
文檔編號C08G59/22GK102746621SQ201210247330
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者任六波, 劉文鳳, 唐光斌, 張書會, 肖麗婧 申請人:中國石油化工股份有限公司