常温固化宽温域用的环氧树脂组合物及其制备方法、应用与流程

本发明属于树脂基复合材料，具体涉及一种常温固化宽温域用的环氧树脂组合物及其制备方法、应用，尤其涉及一种常温固化宽温域使用低收缩低膨胀环氧树脂体系配方。

背景技术：

1、树脂基复合材料由于其密度小、比刚度大、比强度高、热膨胀系数小(经设计可接近零)等特点，成为制备高精度高稳定天线反射面最为理想的材料，但用于复合材料表面功能层和涂层使用的环氧树脂体系，固化过程中树脂基体与复合材料热膨胀系数差异(两个数量级)以及树脂基体的固化收缩，造成固化后在复合材料结构件界面部位产生残余应力，脱模后引起结构翘曲变形；在极端温度工况下，甚至于界面应力过大造成树脂层发生界面破坏或内聚破坏，影响产品的使用。

2、现有的环氧树脂体系存在热膨胀系数过大(≥50×10-6/℃)、固化体积收缩大(≥3.5％)、常温下无法施工固化(黏度大、固化过快或过慢)、温度使用范围有限等缺点，急需改进现有的树脂体系。传统的方法是在树脂体系中加入无机粉体、碳纳米管等，但上述材料加入树脂体系中容易引起树脂体系发生触变，导致树脂体系黏度急剧增大，影响树脂体系的使用。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种常温固化宽温域用的环氧树脂组合物及其制备方法、应用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种常温固化宽温域用的环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包括如下重量份数的各组分：

4、

5、在一些实施例中，所述环氧树脂组合物包括如下重量份数的各组分：

6、

7、优选地，所述双酚a型环氧树脂包括e-44、e-51环氧树脂的一种或多种。

8、优选地，所述脂环族环氧树脂在25℃下的黏度范围55～400mpa·s；所述脂环族环氧树脂包括3,4环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯、乙烯基环己烯二环氧化物、双(2,3-环氧基环戊基)醚的一种或多种。

9、优选地，所述固化剂包括二乙烯三胺、脂环族固化剂、二氨基二苯基砜中的一种或多种。更为优选地，所述固化剂为二乙烯三胺、脂环族固化剂、二氨基二苯基砜三者组合，三者重量比例为5：10～15：10～20，优选为5：15：15。脂环族固化剂包括孟烷二胺、异氟尔酮二胺、n-氨乙基哌嗪中的一种或多种。

10、优选地，所述脂环胺固化剂在25℃下的黏度范围19～100mpa·s；所述脂环胺固化剂包括孟烷二胺、异氟尔酮二胺、n-氨乙基哌嗪的一种或多种。

11、优选地，所述钙钛矿粉体密度为4.1±0.2g/cm3，粒径为20μm～30μm。

12、本发明还提供了一种所述常温固化宽温域使用的环氧树脂组合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

13、s1、根据各组分重量份数称取原料；

14、s2、将双酚a型环氧树脂与脂环族环氧树脂及钙钛矿粉体混合后进行搅拌，得到a组分；

15、s3、将固化剂加热搅拌，形成b组分；

16、s4、将a组分和b组分混合，即形成常温固化宽温域用的环氧树脂组合物。

17、优选地，步骤s2中，所述搅拌转速为2000～4000转/min，搅拌时间为10～20min；

18、优选地，步骤s3中固化剂为dds(二氨基二苯基砜)、二乙烯三胺及脂环胺固化剂的组合，混合时将dds(二氨基二苯基砜)加入二乙烯三胺及脂环胺固化剂中加热搅拌直至混合均匀，形成b组分。

19、优选地，步骤s3中，所述加热温度为40℃～50℃；搅拌转速为2000～4000转/min，搅拌时间为30～40min。搅拌结束后静止放置20h～30h。

20、优选地，步骤s4中，所得固化宽温域用的环氧树脂组合物的固化温度为25～45℃。

21、本发明还提供了一种常温固化宽温域使用的环氧树脂组合物在天线反射面复制中的应用。

22、本发明通过采用脂肪族、脂环族、芳香族结构树脂和固化剂的结合，解决了树脂体系常温下黏度低、常温可固化、后处理后可高温使用的技术问题；并通过与钙钛矿粉体的复配在不提高树脂基体黏度的情况下降低树脂体系的体积收缩率及热膨胀系数，实现了宽温域使用低收缩低膨胀的特性。

23、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

24、(1)本发明通过双酚a型环氧树脂与脂环族环氧树脂的复配，脂肪胺、脂环胺与dds的复配以及上述溶液与钙钛矿粉体的复配，可降低树脂体系常温下的粘度，从而达到常温操作并增加树脂体系常温使用时间，获得的环氧树脂体系在常温下使用时间可提高至12h以上；并通过添加特定的固化剂，从而保证常温下通过较长的时间，树脂体系可以固化，满足常温操作需求；

25、(2)在保证工艺性能的基础上，通过添加钙钛矿粉体，可以保证在黏度变化较小的基础上，同时实现低收缩低膨胀。

26、(3)本发明制备的树脂体系经过一定的120～130℃的后固化处理使用温度可达到150℃以上，作为复合材料表面涂层或功能层使用温度范围为-130℃～+150℃。

技术特征：

1.一种常温固化宽温域用的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物包括如下重量份数的各组分：

2.根据权利要求1所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂包括e-44、e-51环氧树脂的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述脂环族环氧树脂在25℃下的黏度范围55～400mpa·s；脂环族环氧树脂包括3,4环氧基环己基甲酸-3’,4’-环氧基环己基甲酯、乙烯基环己烯二环氧化物、双(2,3-环氧基环戊基)醚的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述固化剂包括二乙烯三胺、脂环族固化剂、二氨基二苯基砜中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述固化剂为二乙烯三胺、脂环族固化剂、二氨基二苯基砜三者组合，三者重量比例为5：10～15：10～20。

6.根据权利要求5所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述脂环胺固化剂在25℃下的黏度范围19～100mpa·s；所述脂环胺固化剂包括孟烷二胺、异氟尔酮二胺、n-氨乙基哌嗪的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的常温固化宽温域用的树脂组合物，其特征在于，所述钙钛矿粉体密度为4.1±0.2g/cm3，粒径为20μm～30μm。

8.一种如权利要求1所述的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中固化剂为dds、二乙烯三胺及脂环胺固化剂的组合，混合时将dds加入二乙烯三胺及脂环胺固化剂中加热搅拌直至混合均匀，形成b组分。

10.一种如权利要求1所述的环氧树脂组合物在天线反射面复制中的应用。

技术总结
本发明公开了一种常温固化宽温域用的环氧树脂组合物及其制备方法、应用，所述常温固化宽温域用的树脂组合物包括如下重量份数的各组分：A：双酚A型环氧树脂90～110份、脂环族环氧树脂30～40份、钙钛矿粉体35～50份、B：固化剂30～40份。该发明制备树脂材料的方法简单易行，利用双酚A型环氧树脂与脂环族环氧树脂的复配，脂肪胺、脂环胺与DDS(二氨基二苯基砜)的复配以及上述溶液与钙钛矿粉体的复配，获得的宽温域使用树脂材料在常温下可作为涂层或功能层施工，高温后处理后使用温度范围可扩展至‑130℃～+150℃。

技术研发人员：郝旭峰,侯进森,万立,鞠博文,唐靳梅,李晟超,王晓蕾,田杰
受保护的技术使用者：上海复合材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13