中温固化缠绕树脂及其制备方法、所得缠绕单向板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种中溫固化缠绕树脂及其制备方法、所得缠绕单向板。
【背景技术】
[0002] 纤维缠绕是树脂基体复合材料制品成型常用的工艺方法。运种方法通过材料力学 设计，可充分发挥纤维拉伸强度高的特性。由于纤维缠绕制品具有比强度高、耐腐蚀、成本 低、质量稳定等优点，而且易于实现机械化、自动化，生产效率高，因为应用十分广泛。目前 在航空航天领域制作的缠绕制件，受固化溫度的限制，耐溫水平普遍较低，致使很多对耐溫 要求严格的制件无法使用缠绕工艺制作。
[0003] 因此，现在需要开发一种中溫固化耐高溫的，适用于缠绕工艺制件用的树脂材料。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，提供一种中溫固化，耐溫性能优异，制件使用寿命长 的，适用于缠绕工艺使用的树脂及其制备方法、制得环形缠绕试验件。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0006] 一种中溫固化缠绕树脂，包括树脂部分、增初剂部分和固化剂部分，所述树脂部分 的质量分数为30~60%，所述增初剂部分的质量分数为3~10%，所述固化剂部分的质量 分数为40~70% ;
[0007] 所述树脂部分为聚醋乙締醋树脂、双马来酷亚胺树脂、环氧树脂、不饱和聚醋、酪 醒树脂、氯酸醋树脂中的一种或多种；
[0008] 所述增初剂部分的组分为无机填料、合成橡胶、热塑性树脂、柔性链固化剂中的一 种或多种；
[0009] 所述固化剂部分的组分为胺类、酸酢类、咪挫类、金属盐类、线性树脂低聚物类、或 它们的衍生物中的一种或多种。
[0010] 进一步地，所述树脂部分的质量分数为40~60%，所述增初剂部分的质量分数为 5~10%，所述固化剂部分的质量分数为40~60%。
[0011] 进一步地，树脂组分采用差示扫描量热分析法DSC测得的玻璃化转变溫度Tg为 170~280°C，经固化后采用动态力学性能分析法DMA测得的玻璃化转变溫度Tg为170~ 250 °C。
[0012] 进一步地，采用如下步骤制备：
[0013] 步骤1 :在常溫下，按重量配比称取树脂部分与增初剂部分，溶解后并充分揽拌使 其混合均匀；
[0014] 步骤2 :在70~90°C溫度下，将步骤1中的混合树脂不断揽拌30~60min，冷却 至常溫获得树脂粘度为300~SOOCps ;
[0015] 步骤3 :在常溫下，按重量配比称取所述固化剂部分，并充分揽拌混合均匀；
[0016] 步骤4 :在常溫下，按重量配比称取步骤2的树脂部分和步骤3的固化剂部分，充 分揽拌混合均匀，即可获得中溫固化耐高溫的缠绕树脂体系。
[0017] 采用上述技术方案，所得到的树脂具有较高的玻璃化转变溫度，其Tg可达170~ 280°C，从而解决了航空领域制件对树脂耐高溫的要求，且其粘度适中，可用于缠绕工艺；同 时树脂适用期足够长，增加了工艺容错。
[0018] 树脂部分为聚醋乙締醋树脂、双马来酷亚胺树脂、环氧树脂、不饱和聚醋、酪醒树 月旨、氯酸醋树脂中的一种或多种的混合物。其中，氯酸醋树脂的加工性能和环氧树脂接近， 将氯酸醋树脂与环氧树脂、不饱和聚醋等共聚可提高材料的耐热性和力学性能；酪醒树脂 具有很好的耐高溫性，交联后的酪醒树脂可W抵制任何化学物质的分解，将酪醒树脂与其 它树脂共聚可W提高材料的耐热性和抗化学性。
[0019] 增初剂部分的组分为无机填料、合成橡胶、热塑性树脂、柔性链固化剂中的一种或 多种的混合物。无机填料、橡胶、热塑性树脂可W与环氧树脂形成两相结构达到增初目的； 热塑性塑料还能连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物来增初；引入柔性 链，可W改变交联网络的化学结构组成，W提高交联网络的活动能力。
[0020] 固化剂部分的组分为胺类、酸酢类、咪挫类、金属盐类、线性树脂低聚物类、或它们 的衍生物中的一种或多种的混合物。固化剂部分种类的选择对交联反应后得到的树脂的力 学性能、耐热性、耐水性、耐腐蚀性等均有很大影响。环氧树脂在中低溫固化时常使用脂肪 胺、脂环控W及聚酷胺等固化剂可W得到良好的耐热性；脂肪族多胺固化剂粘接性W及耐 碱、耐水性都优良。芳香族多胺在耐药品性方面也是优良的。由于氨基的氮元素与金属形 成氨键，因而具有优良的防诱效果。胺质量浓度愈高，防诱效果愈好；酸酢固化剂和环氧树 脂能够形成醋键，提高了树脂对有机酸和无机酸的抵抗力和电学性能。
[0021] 树脂组分采用差示扫描量热分析法值SC)测得的玻璃化转变溫度（Tg)为170~ 280°C，经固化后采用动态力学性能分析法值MA)测得的玻璃化转变溫度灯g)为170~ 250 °C。
[0022] -种中溫固化缠绕用树脂的制备方法，具体步骤如下：
[0023] 步骤1 :在常溫下，W树脂部分的质量分数为30~60%、增初剂部分的质量分数为 3~10%称取树脂部分与增初剂部分，溶解后并充分揽拌使其混合均匀；
[0024] 步骤2 :在70~90°C溫度下，将步骤1中的混合树脂不断揽拌30~60min，冷却 至常溫获得树脂粘度为300~SOOCps ;
[00巧]步骤3 :在常溫下，W固化剂部分的质量分数为40~70%称取所述固化剂部分，并 充分揽拌混合均匀；
[0026] 步骤4 :在常溫下，按重量配比称取步骤2的树脂部分和步骤3的固化剂部分，充 分揽拌混合均匀，即可获得中溫固化耐高溫的缠绕树脂体系。
[0027] 该方法所得树脂粘度适中；经过后固化处理后，可W有效消除内应力；所制备的 中溫缠绕树脂，在工艺溫度下的适用期长达7~1她。
[0028] 进一步地，所述树脂部分为聚醋乙締醋树脂、双马来酷亚胺树脂、环氧树脂、不饱 和聚醋、酪醒树脂、氯酸醋树脂中的一种或多种；
[0029] 所述增初剂部分的组分为无机填料、合成橡胶、热塑性树脂、柔性链固化剂中的一 种或多种；
[0030]所述固化剂部分的组分为胺类、酸酢类、咪挫类、金属盐类、线性树脂低聚物类、或 它们的衍生物中的一种或多种。
[0031] 进一步地，树脂组分采用差示扫描量热分析法DSC测得的玻璃化转变溫度Tg为 170~280°C，经固化后采用动态力学性能分析法DMA测得的玻璃化转变溫度Tg为170~ 250 °C。
[0032] 一种缠绕单向板，采用上述中溫固化缠绕树脂采用缠绕工艺制得，该单向板经过 后固化处理后，玻璃化转变溫度Tg为150~250°C;层间剪切强度在50MPa-150MPa，拉伸强 度在 1000MPa-3000MPa，拉伸模量在 70GPa-170GPa。
[0033] 进一步地，单向板经过后固化处理后，玻璃化转变溫度Tg为180~240°C;层间剪 切强度在 60Mpa-120MPa，拉伸强度在 1800MPa-2800MPa，拉伸模量在 100GPa-170GPa。
[0034] 采用本发明的技术方案，其产生的有益效果是：所制备的中溫固化缠绕用树脂的 玻璃化转变溫度Tg比较高，可达到240°C，从而解决了航空领域中缠绕制件对树脂耐高溫 的要求，同时该树脂的粘度适中，适用于缠绕工艺；此外该树脂具有足够长的适用期，在工 艺溫度下的适应期达7~1她，增加了工艺容错。该树脂初固化溫度70~100°C，后固化后 制件耐溫性能好。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明实施例中溫固化缠绕用树脂的DSC表征图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0037]实施例树脂在中溫固化后，玻璃化转变溫度Tg比较高，可达到170~280°C，如图 1，从而解决了航空领域中制件对树脂耐高溫的要求，同时该树脂的粘度适中，适用于缠绕 工艺；此外该中溫固化缠绕用树脂具有足够长的适用期，增加了工艺容错；该中溫固化缠 绕用树脂初固化溫度70~100°C，后固化后制件耐溫性能好。
[00測对比实施例
[0039] 选用的树脂部分为多官能团环氧混合物，其占总体系的质量分数为48%，选用的 固化剂部分为酸酢和叔胺促进剂的混合物，其分别占总体系的质量分数为50. 8%和1. 2%; 具体制备过程如下：
[0040] 步骤1:在常溫下，按重量配比称取树脂部分充分揽拌使其混合均匀。
[0041] 步骤2 :在常溫下，按重量配比称取固化剂部分，并充分揽拌混合均匀；
[0042] 步骤3:在常溫下，按重量配比称取步骤1的树脂部分和步骤2的固化剂部分，充 分揽拌混合均匀。