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环氧树脂组合物及应用其制备预浸料和复合材料的方法

环氧树脂组合物及应用其制备预浸料和复合材料的方法

本发明涉及一种组合物,尤其涉及一种环氧树脂组合物及应用其制备预浸料和复合材料的方法。该组合物包括33~35质量份的液态双酚A环氧树脂;65~67质量份的固态双酚A环氧树脂;46~51质量份的酸酐固化剂;1~2.5质量份的季铵盐促进剂;0.05~1质量份的乙酰丙酮金属盐促进剂,并采用该树脂配方成型环氧树脂胶膜的制备工艺,将上述的环氧树脂胶膜与增强纤维复合成型预浸料的制备工艺,采用该预浸料成型复合材料的制备工艺。该发明提供的预浸料制备的复合材料具有优良的力学性能,耐热性能,在娱乐用途和有关运动制品中有着的广泛的应用前景。

其次,为制得2mm厚的纤维增强环氧树脂复合材料层压板,将上述制得的碳纤维/环氧树脂单向预浸料,按同一方向叠加16层,放入模具中。在压力为OMPa,温度为85°C的模压机中固化2h,以完成初步固化。初步固化后,先将模压机的压力升至IMPa,再将温度升至120°C开始高温后固化,整个后固化时间为6h,固化制度为120°C下固化2小时,然后140°C下固化2h,然后180°C下固化2小时。由这样成型的层压板,用裁样机切除0°方向弯曲试验用的试验片和层间剪切强度试验片。采用中国深圳CMT5105电子万能试验机进行各自的物理性能测试,弯曲强度测试参照GB3356-1999《单向纤维增强塑料弯曲弯曲性能试验方法》,层间剪切强度参照JC/T773-96《单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法》。弯曲强度为1025MPa,弯曲模量为109GPa,层间剪切强度为45MPa。

背景技术

另外,在上述树脂薄膜上,将碳纤维拉整齐的放上,首先在预浸料机上冷压3〜4次,然后使用70°C的加热滚筒进行纤维的开纤、树脂的浸溃。纤维的运行速度为3m/min,辊压次数为14次,从而制得纤维面密度108g/m2,树脂含量为35%(质量百分数)的碳纤维/环氧树脂单向预浸料。所得到的碳纤维/环氧树脂单向预浸料,碳纤维充份浸润,且具有适度粘结性。在其表面未贴上聚乙烯薄膜,室温下放置8天,观察其粘接性的变化,因而确定其室温下的贮存期为8天。

另外,在上述树脂薄膜上,将碳纤维拉整齐的放上,首先在预浸料机上冷压3〜4次,然后使用75°C的加热滚筒进行纤维的开纤、树脂的浸溃。纤维的运行速度为4m/min,辊压次数为15次。将预浸料放在室温下,观察其粘性的变化,因而确定其室温下的贮存期为13天。

为解决上述技术问题,本发明提供了一种液态环氧树脂组合物,其由以下的A成份、B成份、C成份、D成份和E成份构成的环氧树脂组合物。

将这样调制的环氧树脂组合物,当环氧树脂组合物的粘度为15Pa-s时,在60°C下用刮刀法将环氧树脂胶液涂覆在离型纸上,制的单位面积质量为80g/m2的树脂薄膜。

将上述预浸料叠层铺放在成型模具中,闭合模具进行加热、加压而成型。其成型工艺为:85°C开始初步固化,加压时机为85V固化30min〜45min后,压力为IMPa。初步固化2h后,将模压机的温度升温进行后固化,后固化的固化制度为1200C/2h+140°C/2h+180°C/2h。

为使树脂组合物所制备的胶膜同实施例1和实施例2的树脂组合物所制备的胶膜固化温度和室温下的粘性贮存期为同等水平,故液态E-51环氧树脂(上海树脂厂)、固态CYD-012环氧树脂(巴陵石化公司)和甲基纳迪克酸酐(意大利polynt公司)的使用量各为35质量份,65质量份和45质量份,苄基三乙基氯化铵促进剂(上海源叶生物科技有限公司)和乙酰丙酮铝(美国Sigma-Aldrich公司)使用量各为2质量份和I质量份,并按照实施例1和实施例2相同的工艺方法调制比较例2的环氧树脂组合物。

其次,为制得2mm厚的纤维增强环氧树脂复合材料层压板,将上述制得的碳纤维/环氧树脂单向预浸料,按同一方向叠加16层,放入模具中。在压力为OMPa,温度为120°C的模压机中固化45分钟,然后将模压机的压力升至IMPa,继续在120°C下固化75min分钟,以完成初步固化。初步固化后,再将温度升至150°C开始高温后固化,整个后固化时间为6h,后固化制度为150°C下固化2小时,然后180下固化2小时,最后200°C下固化2小时。由这样成型的层压板,用裁样机切除0°方向弯曲试验用的试验片和层间剪切强度试验片。采用中国深圳CMT5105电子万能试验机进行各自的物理性能测试,弯曲强度测试参照GB3356-1999《单向纤维增强塑料弯曲弯曲性能试验方法》,层间剪切强度参照JC/T773-96《单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法》。弯曲强度为1139MPa,弯曲模量为109GPa,层间剪切强度为73MPa。

实施例1

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