新四季網

陽離子光固化製備纖維增強樹脂基複合材料的方法及其樹脂組合物與流程

2023-04-22 16:35:26 1

本發明涉及樹脂基複合材料技術領域,具體地說是利用陽離子光固化反應中活性中心壽命長、體系可以後固化的特點,快速製備纖維增強樹脂基複合材料。



背景技術:

纖維增強樹脂基複合材料具有輕質高強、可設計性強、抗疲勞性能好、易實現多部件一體化等特點,在現代工業上得到了大量應用。隨著我國碳纖維規模生產擴大,在逐步滿足國內航空航天等高精尖領域的需要後,碳纖維在工業領域的應用開發就成為碳纖維及其複合材料完整產業鏈亟待解決的問題。目前,制約碳纖維規模應用首要因素是碳纖維昂貴的價格,其次是加工成型過程中的時間成本。

碳纖維增強複合材料的生產過程也是製品的生產過程,生產工藝水平直接影響最終產品的性能。以真空灌注成型工藝為例,首先將與製品形狀相近的碳纖維增強材料放入模具中,然後在負壓下快速注入熱固性樹脂,同時將模具在80-180℃下保持一段時間,進行充分的固化反應,最後脫模修邊,得到最終製品。可以看出,能耗高、耗時較長始終是碳纖維增強複合材料製造過程中的劣勢,不但增加了材料的製造成本,還與當今綠色環保、可持續發展的理念相背離,嚴重製約了它的進一步擴大應用。

與熱固化相比,紫外光固化反應簡單、便捷高效,僅需對材料的工作面進行照射,能耗僅是後者的十分之一到五分之一,運營維護成本低,已經被廣泛的使用於各個生產領域中。

本發明根據陽離子光固化反應中活性中心壽命長、體系可以後固化的特點,利用真空灌注成型技術快速製備碳纖維增強樹脂基複合材料,為降低整個複合材料製造過程的能耗及時間奠定基礎,達到綠色發展、低碳及可持續發展的目的。



技術實現要素:

本發明的技術任務是針對現有技術的不足,提供一種可快速固化的陽離子光固化樹脂組合物及其製備纖維增強樹脂基複合材料的方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:

(1)本發明提供一種陽離子光固化樹脂組合物,其配方中原料組成及各組分重量份如下:環氧樹脂90-110份,陽離子光引發劑0.1-10份,光敏劑0-10份,活性稀釋劑0-35份,添加劑0-30份。

(2)所述環氧樹脂為縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、脂環族環氧樹脂中的一種或多種,如e44環氧樹脂、e51環氧樹脂、3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己基甲酸酯、雙((3,4-環氧環己基)甲基)己二酸酯、環氧改性有機矽樹脂中的一種或多種。

(3)所述光引發劑為碘鎓鹽、硫鎓鹽中的一種或多種,如4,4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸鹽、二苯基碘鎓六氟磷酸鹽、三苯基硫鎓鹽、二苯基-(4-苯基硫)苯基鋶六氟磷酸鹽中的一種或多種。

(4)所述光敏劑為α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮,二苯酮,安息香甲醚,安息香異丙基醚,安息香丁醚,苯偶醯,米蚩酮,硫雜蒽酮中的一種或多種。光敏劑的引入,以提高陽離子引發劑的引發效率。

(5)所述活性稀釋劑為環氧丙烷苄基醚、環氧丙烷苯基醚、丙烯基縮水甘油醚、雙縮水甘油醚、乙二醇雙縮水甘油醚中的一種或多種。活性稀釋劑的引入,可用於調節環氧樹脂的黏度,改善操作工藝系統的可操作性。

(6)所述添加劑為粉末或顆粒形式的填料、顏料、納米填料中的一種或多種,如氧化鋁、玻璃、陶瓷、石英、氣相二氧化矽等粉末或顆粒形式的填料或炭黑或鈦白等顏料,還可以加入納米填料,比如納米二氧化矽,納米尼龍纖維等。填料的引入,一方面可提高所形成固化物的強度,減少固化的體積收縮,另一方面可調節環氧樹脂的黏度,改善操作工藝性。

本發明提供一種纖維增強樹脂基複合材料,由上述陽離子光固化樹脂組合物基體相混合纖維增強相後製備得到,所述纖維增強相為碳纖維布或者玻璃纖維布,其中每100重量份纖維增強樹脂基複合材料中含有40-75重量份的紫外光固化樹脂組合物。

本發明的纖維增強樹脂基複合材料,其製備方法包括如下步驟:

(1)用紫外燈輻照混有光引發劑等原料的環氧樹脂,使其表面產生陽離子活性中心;

(2)迅速導入已經鋪放好纖維增強材料並且抽完真空的模具中,進行後固化反應,反應完全後,脫模可得到製品。

與現有技術相比,本發明的紫外光固化樹脂組合物及其製備纖維增強樹脂基複合材料的方法的有益效果是:

(1)本發明的陽離子光固化樹脂組合物具有後固化的特點,可以解決不透光體系或厚尺寸體系的光固化厚度的問題,並且該方法簡單便捷,能耗低。

(2)本發明以該組合物為基體相併以該方法製備的纖維增強樹脂基複合材料抗拉強度好,鋪設6層纖維增強相的樹脂基複合材料在5-60分鐘內即可完成一次性快速深層固化。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的紫外光固化樹脂組合物及其纖維增強樹脂基複合材料作以下詳細地說明。

本發明所述紫外光光源可以是各種產生紫外光的光源,可以根據光引發劑的類型選擇,如常用的高壓汞燈,led光源、氙燈。

實施例1

將e44環氧樹脂90份、4,4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸鹽0.5份加入反應容器中混合,將混合物經紫外光曝光後,通過真空灌注機,迅速將曝光後的樹脂注入已經鋪放好碳纖維增強材料的真空灌注模具中,進行後固化反應,反應完全後,脫模可得到製品。其中每100g纖維增強樹脂基複合材料中含有40g的紫外光固化樹脂組合物。

實施例2

將e51環氧樹脂100份、三苯基硫鎓鹽0.1份加入反應容器中混合,攪拌均勻,得紫外光固化樹脂組合物。本實施例紫外光固化樹脂固化物及纖維增強樹脂基複合材料製備方法同實施例1,不同的是其中每100g纖維增強樹脂基複合材料中含有60g的紫外光固化樹脂組合物。

實施例3

將3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己基甲酸酯110份、二苯基碘鎓六氟磷酸鹽0.4份、二苯基-(4-苯基硫)苯基鋶六氟磷酸鹽0.3份加入反應容器中混合,攪拌均勻,得紫外光固化樹脂組合物。本實施例紫外光固化樹脂固化物及纖維增強樹脂基複合材料製備方法同實施例1,不同的是其中每100g纖維增強樹脂基複合材料中含有75g的紫外光固化樹脂組合物。

實施例4

將e51環氧樹脂55份、環氧改性有機矽樹脂環氧樹脂es-0640份、三苯基硫鎓鹽2份、安息香丁醚0.2份、環氧丙烷苯基醚30份加入反應容器中混合,攪拌均勻,得紫外光固化樹脂組合物。本實施例紫外光固化樹脂固化物及纖維增強樹脂基複合材料製備方法同實施例1,不同的是其中每100g纖維增強樹脂基複合材料中含有65g的紫外光固化樹脂組合物。

實施例5

將雙((3,4-環氧環己基)甲基)己二酸酯20份、環氧改性有機矽樹脂環氧樹脂es-0680份、4,4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸鹽1份、二苯基-(4-苯基硫)苯基鋶六氟磷酸鹽1份、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮0.2份、雙縮水甘油醚15份、乙二醇雙縮水甘油醚10份、填料15份加入反應容器中混合,攪拌均勻,得紫外光固化樹脂組合物。本實施例紫外光固化樹脂固化物及纖維增強樹脂基複合材料製備方法同實施例1,不同的是其中每100g纖維增強樹脂基複合材料中含有35g的紫外光固化樹脂組合物。

實施例6

實施例1至5中任一纖維增強樹脂基複合材料鋪設層數3層,固化後在材料萬能試驗機上測試器其拉 伸性能,其抗拉強度達1500mpa至2600mpa以上。

同类文章

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法

一種新型多功能組合攝影箱的製作方法【專利摘要】本實用新型公開了一種新型多功能組合攝影箱,包括敞開式箱體和前攝影蓋,在箱體頂部設有移動式光源盒,在箱體底部設有LED脫影板,LED脫影板放置在底板上;移動式光源盒包括上蓋,上蓋內設有光源,上蓋部設有磨沙透光片,磨沙透光片將光源封閉在上蓋內;所述LED脫影

壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置與流程

本發明涉及通信領域,特別涉及一種壓縮模式圖樣重疊檢測方法與裝置。背景技術:在寬帶碼分多址(WCDMA,WidebandCodeDivisionMultipleAccess)系統頻分復用(FDD,FrequencyDivisionDuplex)模式下,為了進行異頻硬切換、FDD到時分復用(TDD,Ti

個性化檯曆的製作方法

專利名稱::個性化檯曆的製作方法技術領域::本實用新型涉及一種檯曆,尤其涉及一種既顯示月曆、又能插入照片的個性化檯曆,屬於生活文化藝術用品領域。背景技術::公知的立式檯曆每頁皆由月曆和畫面兩部分構成,這兩部分都是事先印刷好,固定而不能更換的。畫面或為風景,或為模特、明星。功能單一局限性較大。特別是畫

一種實現縮放的視頻解碼方法

專利名稱:一種實現縮放的視頻解碼方法技術領域:本發明涉及視頻信號處理領域,特別是一種實現縮放的視頻解碼方法。背景技術: Mpeg標準是由運動圖像專家組(Moving Picture Expert Group,MPEG)開發的用於視頻和音頻壓縮的一系列演進的標準。按照Mpeg標準,視頻圖像壓縮編碼後包

基於加熱模壓的纖維增強PBT複合材料成型工藝的製作方法

本發明涉及一種基於加熱模壓的纖維增強pbt複合材料成型工藝。背景技術:熱塑性複合材料與傳統熱固性複合材料相比其具有較好的韌性和抗衝擊性能,此外其還具有可回收利用等優點。熱塑性塑料在液態時流動能力差,使得其與纖維結合浸潤困難。環狀對苯二甲酸丁二醇酯(cbt)是一種環狀預聚物,該材料力學性能差不適合做纖

一種pe滾塑儲槽的製作方法

專利名稱:一種pe滾塑儲槽的製作方法技術領域:一種PE滾塑儲槽一、 技術領域 本實用新型涉及一種PE滾塑儲槽,主要用於化工、染料、醫藥、農藥、冶金、稀土、機械、電子、電力、環保、紡織、釀造、釀造、食品、給水、排水等行業儲存液體使用。二、 背景技術 目前,化工液體耐腐蝕貯運設備,普遍使用傳統的玻璃鋼容

釘的製作方法

專利名稱:釘的製作方法技術領域:本實用新型涉及一種釘,尤其涉及一種可提供方便拔除的鐵(鋼)釘。背景技術:考慮到廢木材回收後再加工利用作業的方便性與安全性,根據環保規定,廢木材的回收是必須將釘於廢木材上的鐵(鋼)釘拔除。如圖1、圖2所示,目前用以釘入木材的鐵(鋼)釘10主要是在一釘體11的一端形成一尖

直流氧噴裝置的製作方法

專利名稱:直流氧噴裝置的製作方法技術領域:本實用新型涉及ー種醫療器械,具體地說是ー種直流氧噴裝置。背景技術:臨床上的放療過程極易造成患者的局部皮膚損傷和炎症,被稱為「放射性皮炎」。目前對於放射性皮炎的主要治療措施是塗抹藥膏,而放射性皮炎患者多伴有局部疼痛,對於止痛,多是通過ロ服或靜脈注射進行止痛治療

新型熱網閥門操作手輪的製作方法

專利名稱:新型熱網閥門操作手輪的製作方法技術領域:新型熱網閥門操作手輪技術領域:本實用新型涉及一種新型熱網閥門操作手輪,屬於機械領域。背景技術::閥門作為流體控制裝置應用廣泛,手輪傳動的閥門使用比例佔90%以上。國家標準中提及手輪所起作用為傳動功能,不作為閥門的運輸、起吊裝置,不承受軸向力。現有閥門

用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法

專利名稱:用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置的製作方法背景技術:1-本發明所屬領域本發明涉及一種用來自動讀取管狀容器所載識別碼的裝置,其中的管狀容器被放在循環於配送鏈上的文檔匣或託架裝置中。本發明特別適用於,然而並非僅僅專用於,對引入自動分析系統的血液樣本試管之類的自動識別。本發明還涉及專為實現讀