微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114634685A(43)申请公布日2022.06.17(21)申请号202210300231.9(22)申请日2022.03.25(71)申请人中复神鹰碳纤维股份有限公司地址222069江苏省连云港市经济技术开发区大浦工业区南环路北(72)发明人郭鹏宗凌杨汪加欢王潇(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师刘海霞(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08K3/36(2006.01)C08J5/24(2006.01)C08K7/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法。所述环氧树脂由环氧树脂预聚体混合物40～50份、热塑性塑料10～20份、微纳米增韧粒子5～10份、固化剂30～50份和促进剂0.5～2份组成。本发明将微纳米粒子引入环氧体系，在后续预浸料及层压板制备过程中，微米级的粒子留在两层纤维层间，起到层间增韧的作用，纳米级的粒子在压力下进入纤维层，由于纳米粒子具有小尺寸效应和特殊的表面效应，从而与环氧树脂和纤维能形成理想的结合界面，形成良好的界面相互作用，提高层压板的抗冲击性能。同时热塑性塑料能够更好地与环氧体系相容，提高基体树脂的韧性。CN114634685ACN114634685A权利要求书1/1页1.微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：2.根据权利要求1所述的预浸料用环氧树脂，其特征在于，环氧树脂预聚体混合物选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂和海因环氧树脂中的两种或两种以上。3.根据权利要求1所述的预浸料用环氧树脂，其特征在于，热塑性塑料为选自聚酰亚胺、聚醚醚酮或聚砜。4.根据权利要求3所述的预浸料用环氧树脂，其特征在于，热塑性塑料为氨基改性或环氧基改性热塑性塑料。5.根据权利要求1所述的预浸料用环氧树脂，其特征在于，微纳米增韧粒子中含有微米粒子和纳米粒子，其中微米粒子的D50为15～30微米，纳米粒子的D50为30～60纳米，选自微纳米SiO2、TiO2或ZnO。6.根据权利要求1所述的预浸料用环氧树脂，其特征在于，固化剂为甲基四氢苯酐；促进剂为三乙醇胺或2‑乙基‑4‑甲基‑咪唑。7.根据权利要求1所述的预浸料用环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将环氧树脂预聚体混合物、热塑性塑料混合，加热至120～160℃，机械搅拌至完全溶解；(2)保温条件下，加入微纳米增韧粒子，高速分散至混合完全；(3)将步骤(2)所得的混合物降温至70～90℃，加入固化剂和促进剂，搅拌至固化剂和促进剂分散均匀，制得微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，机械搅拌时间为60～180min。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，分散时间为20～40min。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，搅拌时间为10～20min。2CN114634685A说明书1/6页微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于纤维增强复合材料领域，涉及一种微纳米粒子增韧的预浸料用环氧树脂及其制备方法。背景技术[0002]预浸料是制造复合材料及其制件的中间材料，构成了复合材料的基本单元，其质量的均匀性和稳定性是保证复合材料及其制件质量和可靠性的重要环节。树脂基复合材料具有高比强度和比刚度以及良好的可设计性能，能有效减轻航天器的结构质量，是当今宇航材料的发展重点，正逐渐取代传统的金属材料。[0003]环氧树脂具有原料成本较低、尺寸稳定、固化收缩小、强度高等优点，是制备预浸料的常用组分，但环氧树脂固化后交联密度较大，导致体系韧性差、抗冲击强度低，进而导致环氧树脂基预浸料成型冲击后压缩强度低，限制了其在部分场景的应用。因此，需要对环氧树脂进行增韧改性。[0004]中国专利申请201910833410公开了一种无机纳米粒子/热塑性颗粒协同增韧树脂基复合材料及其制备方法，使用了无机纳米粒子和热塑性颗粒依次喷涂于纤维增强树脂基预浸料表面的方式制备复合材料，其制备过程较为繁琐、复杂，且在制备过程中纳米粒子不容易进入单层纤维内部，只存在于纤维层间。该方法制得的复合材料在单层纤维内部只有预浸料本身的基体树脂存在，难以提供良好的韧性，在受到外部冲击时，纤维层内部容易被破坏，形成缺陷，影响其韧性。[0005]中国专利申请201510426722公开了一种多尺度微纳米粒子层间增韧复合材料的制备方法，将多尺度微纳米粒子