本發(fā)明涉及濕法纏繞技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系。
背景技術(shù)：
在眾多的環(huán)氧樹脂固化劑中，芳香胺環(huán)氧固化劑因其固化物具有較高的熱變形溫度和優(yōu)異的力學(xué)性能而受到廣泛的關(guān)注。但是芳香胺固化劑大部分在常溫下為固態(tài)晶體，且熔點(diǎn)較高，液態(tài)固化劑非常少，并且與環(huán)氧樹脂固化溫度較高，因此需要對(duì)芳香胺固化劑改性以獲得工藝性良好的環(huán)氧體系。
目前，采用較低固化溫度得到具有較高耐熱性的樹脂體系是環(huán)氧樹脂研究的一個(gè)熱點(diǎn)。研究的主要途徑是選擇適當(dāng)?shù)墓袒瘎┡c促進(jìn)劑，通過改性和復(fù)配的方法在降低固化溫度的同時(shí)保證樹脂體系具有較高的耐熱溫度和較優(yōu)的力學(xué)性能，使改性環(huán)氧樹脂固化體系能作為高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，所述環(huán)氧樹脂體系能夠在中溫固化，且具有較高的耐熱性，同時(shí)有較好的韌性，并且此環(huán)氧體系具有合適的黏度、適用期，可以適合濕法纏繞與纖維復(fù)合。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，所述環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂和固化劑，所述環(huán)氧樹脂為雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂，所述固化劑為二乙基甲苯二胺、異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺復(fù)配得到；所述二乙基甲苯二胺、異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺的質(zhì)量比為100:10～30：0～10。
上述方案中，所述環(huán)氧樹脂和固化劑的質(zhì)量比為100:20-30。
上述方案中，所述環(huán)氧樹脂體系為中溫固化，凝膠溫度在80℃～100℃，后固化溫度在140℃～160℃。
上述方案中，所述環(huán)氧樹脂體系通過動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）測(cè)得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于130℃。
上述方案中，所述環(huán)氧樹脂體系的黏度在200mpa.s～800mpa.s。
上述方案中，所述環(huán)氧樹脂體系的適用期大于5h。
本發(fā)明的有益效果為：芳香胺/環(huán)氧樹脂體系具有較高的耐熱性和較優(yōu)的力學(xué)性能，但由于芳香胺的位阻效應(yīng)，使得反應(yīng)較慢，將芳香胺與脂環(huán)族二胺復(fù)配作為固化劑，可以提高芳香胺/環(huán)氧體系的活性，在保證耐熱性的前提下，使其能夠中溫固化，同時(shí)由于脂環(huán)族二胺的加入，使體系的韌性提高。并且優(yōu)選的環(huán)氧樹脂體系滿足濕法纏繞工藝對(duì)粘度和適用期的要求，可以與纖維復(fù)合制備高性能復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的內(nèi)容、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。
本發(fā)明提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，環(huán)氧樹脂體系包括環(huán)氧樹脂和固化劑，環(huán)氧樹脂為雙酚F型環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂，固化劑為二乙基甲苯二胺、異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺復(fù)配得到；二乙基甲苯二胺、異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺的質(zhì)量比為100:10～30：0～10。
環(huán)氧樹脂體系為中溫固化，凝膠溫度在80℃～100℃，后固化溫度在140℃～160℃。環(huán)氧樹脂體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg大于130℃。環(huán)氧樹脂體系的黏度在200mpa.s～800mpa.s。環(huán)氧樹脂體系的適用期大于5h。少量的異佛爾酮加入到二乙基甲苯二胺中，可以提高芳香胺/環(huán)氧樹脂體系的活性，在保證耐熱性的前提下，降低反應(yīng)溫度，從而達(dá)到中溫固化，高溫使用，少量的甲基環(huán)己二胺加入到二乙基甲苯二胺中，可以提高樹脂體系的韌性。環(huán)氧樹脂體系滿足濕法纏繞對(duì)黏度的要求，可以與碳纖維復(fù)合制備高性能復(fù)合材料。
對(duì)比例
本對(duì)比例提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，包括環(huán)氧樹脂和固化劑。
環(huán)氧樹脂采用殼牌862雙酚F型環(huán)氧樹脂，固化劑為位阻型芳香胺二乙基甲苯二胺（DETDA）。
環(huán)氧樹脂和固化劑的比例為環(huán)氧樹脂：固化劑=100:27，室溫下體系黏度為540mpa.s，適用期大于5h。
環(huán)氧樹脂體系的固化工藝為120℃凝膠2h，150℃后固化4h。固化物通過DMA測(cè)得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為152.4℃。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，包括環(huán)氧樹脂和固化劑。固化劑是由位阻型芳香胺二乙基甲苯二胺（DETDA）和脂環(huán)族異佛爾酮二胺（IPDA）復(fù)配得到。
環(huán)氧樹脂為殼牌862雙酚F型環(huán)氧樹脂。
固化劑的質(zhì)量配比為：二乙基甲苯二胺（DETDA）：脂環(huán)族異佛爾酮二胺（IPDA）=100:20。
環(huán)氧樹脂和固化劑的質(zhì)量比為環(huán)氧樹脂：固化劑=100:27，室溫下體系黏度為480mpa.s，適用期大于5h。
環(huán)氧樹脂體系的固化工藝為95℃凝膠2h，150℃后固化4h。固化物通過DMA測(cè)得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為148.3℃?？梢钥闯觯褂枚一妆蕉泛椭h(huán)族異佛爾酮二胺復(fù)配的固化劑的凝膠溫度大大降低，并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化不大。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，包括環(huán)氧樹脂和固化劑。
環(huán)氧樹脂采用殼牌862雙酚F型環(huán)氧樹脂，固化劑質(zhì)量配比為：二乙基甲苯二胺（DETDA）：脂環(huán)族異佛爾酮二胺（IPDA）：甲基環(huán)己二胺（HTDA）=100:20:5。
環(huán)氧樹脂和固化劑的質(zhì)量比例為環(huán)氧樹脂：固化劑=100:26，室溫下體系黏度為420mpa.s，適用期大于5h。
環(huán)氧樹脂體系的固化工藝為90℃凝膠2h，150℃后固化4h。固化物通過DMA測(cè)得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為145.7℃。可以看出，使用二乙基甲苯二胺、脂環(huán)族異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺復(fù)配的固化劑的凝膠溫度大大降低，并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化不大。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種纖維濕法纏繞用耐熱中溫固化環(huán)氧樹脂體系，包括環(huán)氧樹脂和固化劑。
環(huán)氧樹脂采用雙酚A型環(huán)氧樹脂E51，固化劑質(zhì)量配比為：二乙基甲苯二胺（DETDA）：脂環(huán)族異佛爾酮二胺（IPDA）：甲基環(huán)己二胺（HTDA）=100:25:10。
環(huán)氧樹脂和固化劑的質(zhì)量比例為環(huán)氧樹脂：固化劑=100:22，室溫下體系黏度為510mpa.s，適用期大于5h。
環(huán)氧樹脂體系的固化工藝為80℃凝膠2h，150℃后固化4h。固化物通過DMA測(cè)得的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg為136.8℃。可以看出，使用二乙基甲苯二胺、脂環(huán)族異佛爾酮二胺及甲基環(huán)己二胺復(fù)配的固化劑的凝膠溫度大大降低，并且玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變化不大。