可固化的组合物、利用该组合物制备复合材料的方法以及制备表面光洁度优异且纤维固...的利记博彩app_3

文档序号:9388539阅读:来源:国知局
[0078] 在此方面,还提供制备预浸料的方法。一种所述方法包括步骤:(a)提供纤维,例 如层形式的纤维,任选地具有能够膨胀体积的试剂;(b)提供热固性树脂组合物,任选地具 有能够膨胀体积的试剂;和(C)将所述热固性树脂组合物与所述纤维结合而形成预浸料组 件,并使所得的预浸料组件暴露于足以使所述热固性树脂组合物浸入所述纤维的升高的温 度和压力条件而形成预浸料。当然,条件是能够膨胀体积的试剂存在于纤维或热固性树脂 组合物的至少其一之中。
[0079] 另一种制备预浸料的方法,其包括步骤:(a)提供纤维,任选地具有能够膨胀体积 的试剂;(b)提供液体形式的热固性树脂组合物,任选地具有能够膨胀体积的试剂;(C)使 所述纤维经过液体热固性树脂组合物以使所述纤维浸有所述热固性树脂组合物而形成预 浸料组件;和(d)从所述预浸料组件除去过量的热固性树脂组合物。另外,当然,条件是能 够膨胀体积的试剂存在于所述纤维或热固性树脂组合物的至少其一之中。
[0080] 所述纤维可以由单向纤维、纺织纤维、短纤维、无纺纤维或不连续的长纤维构成。 [0081 ] 所选的纤维可选自碳、玻璃、芳族聚酰胺、硼、聚亚烷基、石英、聚苯并咪唑、聚醚醚 酮、聚亚苯基硫化物、聚对亚苯基苯并双噁唑、碳化硅、苯酚甲醛、酞酸酯和环烷酸酯。
[0082] 所述碳选自聚丙稀腈、沥青和丙稀酸类,并且所述玻璃选自S玻璃、S2玻璃、E玻 璃、R玻璃、A玻璃、AR玻璃、C玻璃、D玻璃、ECR玻璃、玻璃丝、短玻璃、T玻璃和氧化锆玻 璃。
[0083] 所述预制品可以由与可构成所述纤维的材料相同的材料制得。
[0084] 所述热固性树脂组合物的粘度在160°F-250。F的树脂注入温度下应该为 10-5000cps(对于RTM或VaRTM,10-3000cps;对于RFI,10-5000cps;在预浸渍或丝束浸渍 中对于基质树脂在160°F-250。F的浸渍温度下为1000-20000cpS)。此外,在加工条件 下,热固性树脂组合物的粘度增高100%的时间在30分钟-10小时范围内。
[0085] 所述热固性树脂组合物可以包含噁嗪、噁唑啉、环氧树脂、环硫化物、氰酸酯、马来 酰亚胺、纳特酰亚胺(nadimide)、衣康酰亚胺、苯酚类、苯硫酚类及其组合。
[0086] 其中所述热固性树脂组合物包含噁嗪组分作为其至少一部分,所述噁嗪组分可 以由以下结构涵盖:
[0087]
[0088] 其中〇是1_4,X选自直接键(当〇是2)、烷基(当〇是I)、亚烷基(当〇是2_4)、 羰基(当O是2)、硫醇(当O是1)、硫醚(当O是2)、亚砜(当O是2)和砜(当O是2), 并且R1选自氢、烷基和芳基。
[0089] 更具体地,所述噁嗪可以由以下结构涵盖:
[0090]
[0091] 其中 X 选自直接键、CH2、C(CH3)2、C = 0、S、S = 0 和 0 = S = 0,并且 RjPR2是相 同或不同的并且选自氢、烷基例如甲基、乙基、丙基和丁基,以及芳基。
[0092] 因此噁嗪可以选自以下列举的结构中的任意种:

[0095] 其中札和R2如上定义。
[0096] 虽然未被I或II中的任一噁嗪结构涵盖,其它噁嗪可以被以下结构涵盖:

[0099] 其中RjPR2如上定义,并且R3的定义如R1SR213
[0100] 因此,这些噁嗪的具体实例包括:
[0101]

[0103] 所述噁嗪组分可以包括多官能噁嗪和单官能噁嗪的组合。
[0104] 单官能噁嗪的实例可以包括以下结构:
[0105]
[0106] 其中R是烷基,例如,甲基、乙基、丙基和丁基。
[0107] 至于噁唑啉,适合的是由以下结构涵盖的化合物:
[0108]
[0109] 其中R1HJ4,和X是氢,或者X是与二价有机基团相连的直接键,并且m是1。
[0110] 示例性化合物具有结构:
[0111]
[0112] 其中k是0_6;m和n各自独立地为1或2,条件是m或n中至少其一是I;X是选 自含有约12-约500个碳原子的支化的烷基、亚烷基、氧化亚烷基、酯、酰胺、氨基甲酸酯和 聚氨酯类或氨基甲酸酯键的一价或多价基团;并且R1至R8各自独立地选自C14。烷基、C2 4。 烯基,其各自任选被-〇_、-NH-、-S-、-C0-、-C(0)0-、-NHC(O)-中的一个或多个取代或者插 入,和C62。芳基。
[0113] 所述噁唑啉化合物包括4, 4',5, 5' -四氢-2, 2' -双噁唑、2, 2' -双(2-噁唑啉); 2, 2' -(烷烃二基)双[4, 4-二氢噁唑],例如,2, 2' - (2, 4- 丁烷二基)双[4, 5-二氢噁唑] 和2, 2' -(1,2-乙烷二基)双[4, 5-二氢噁唑];2, 2' -(亚芳基)双[4, 5-二氢噁唑];例 如,2, 2'-(1,4_亚苯基)双(4, 5-二氢噁唑]、2, 2'-(1,5_亚萘基)双(4, 5-二氢噁唑]、 2, 2' - (1,3-亚苯基)双[4, 5-二氢噁唑)]和2, 2' - (1,8-亚蒽基)双[4, 5-二氢噁唑]; 磺酰基、氧基、硫基或亚烷基双2-(亚芳基)[4, 5-二氢噁唑],例如磺酰基双-2-(1,4-亚 苯基)[4, 5-二氢噁唑]、硫基双2, 2' -(1,4-亚苯基)[4, 5-二氢噁唑]和亚甲基双 2, 2'-(1,4-亚苯基)[4, 5-二氢噁唑];2, 2',2〃-(1,3, 5-亚芳基)三[4, 5-二氢噁唑], 例如2, 2',2〃-三(4, 5-二氢噁唑]1,3, 5-苯;聚[(2-烯基)4, 5-二氢噁唑],例如聚 [2- (2-丙烯基)4, 5-二氢噁唑],及其它,以及其混合物。
[0114] 在一些实施方案中,所述噁唑啉化合物可以具有以下结构。
[0115]
[0116] 一般而言,每分子含有至少约两个1,2-环氧基的多种聚环氧化物适合用于本发 明中。聚环氧化物可以是饱和的、不饱和的、环状或非环形的,脂肪族、脂环族、芳香族或杂 环族的聚环氧化物。适合的聚环氧化物的实例包括聚缩水甘油基醚,其通过使环氧氯丙烷 或环氧溴丙烷与多酚在碱存在下反应制得。因此,适合的多酚是,例如,间苯二酚、邻苯二 酚、对苯二酚、双酚A(双(4-羟基苯基)-2, 2-丙烷)、双酚F(双(4-羟基苯基)-甲烷)、 双酚S、联苯酚、双(4-羟基苯基)-1,1-异丁烷、4, 4' -二羟基-二苯甲酮、双(4-羟基苯 基)-1,1-乙烷和1,5-羟基-萘。作为聚缩水甘油基醚的基础的其它适合的多酚是酚醛清 漆树脂类的苯酚和甲醛或乙醛的已知缩合产物。
[0117] 原理上适合用于本发明的其它聚环氧化物是多元醇或二胺的聚缩水甘油基醚。这 样的聚缩水甘油基醚衍生自多元醇诸如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁 二醇、三乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇或三羟甲基丙烷。
[0118] 其它聚环氧化物还有多元羧酸的聚缩水甘油基酯,例如,缩水甘油或环氧氯丙烷 与诸如草酸、琥珀酸、戊二酸、对苯二甲酸或二聚脂肪酸的脂肪族或芳香族多元羧酸的反应 产物。
[0119] 还有其它环氧化物从烯属不饱和脂环族化合物的环氧化产物或从天然油和脂肪 得到。
[0120] 特别适合的是由双酚A或双酚F与环氧氯丙烷反应而得的液态环氧树脂。在室温 下呈液态的环氧树脂的环氧当量重通常为150-约480。
[0121] 通常,所述热固性树脂组合物可包含约25重量% -约55重量%,例如约30重 量% -约50重量%的环氧树脂。
[0122] 所述组合物可包含诸如单环氧化物(例如烷基取代的苯酚和烯基取代的苯酚的 单缩水甘油基醚)的反应性稀释剂作为环氧树脂组分的至少一部分。
[0123] 除了环氧树脂之外,环硫化物也是适合的,无论它们是完全或部分的环硫化物,条 件是它们处于固态。环硫化物可以是可商业获得的,或者通过已知的合成方法从相应的环 氧树脂容易地制得。
[0124] 所述树脂组分还可以包含氰酸酯、马来酰亚胺、纳特酰亚胺、衣康酰亚胺、苯酚类 和/或苯硫酚类中的一种或多种。
[0125] 相对于所述组合物的总重量,所述树脂组分在所述热固性树脂组合物中的含量应 该在约5重量% -约60重量%的范围内,例如约10重量% -约50重量%,适合为约15重 量% -约35重量%。
[0126] 在一种变形中,所述热固性树脂组合物还可包含增韧剂。一种这样的增韧剂是具 有仲胺端基的丙烯腈_丁二烯共聚物。其它增韧剂可包括:聚(丙烯)氧化物;聚醚砜,例如 PES5003P,可从SumitomoChemicalCompany,Japan商购获得;羧基封端的丙稀腈-丁二 稀;羟基封端的丙稀腈-丁二稀;核壳聚合物;以及可从GeneralElectricCompany商购获 得的BLENDEX338、SILTEMSTM1500和ULTEMSOOOWLTEM2000(CASReg.No. 61128-46-9) 是分子量(〃Mw〃)约30, 000± 10, 000的聚醚酰亚胺。适合的还有可从ZeonChemicals以 商标名NIPOL商购获得的那些。在NIPOL品牌的橡胶中,特别适合的是丙烯腈聚丁二烯橡 胶。
[0127] 当使用时,相对于所述组合物的总重量,所述增韧剂组分在所述热固性树脂组分 中的含量应为约1重量% -约90重量%,例如约10重量% -约70重量%,适合为约15重 量% _约30重量%。
[0128] 所述固化剂可选自含氮的化合物,例如胺化合物、酰胺化合物、咪唑化合物、胍化 合物、脲化合物,及其衍生物和组合。
[0129] 例如,所述胺化合物可选自脂肪族多胺、芳香族多胺、脂环族多胺及其组合。
[0130] 所述胺化合物可以选自二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、二乙基氨基丙胺、二甲苯二 胺、二氨基二苯基胺、异佛尔酮二胺、薄荷烯二胺及其组合。
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