一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：包括a组分和b组分，所述a组分和b组分的质量比是100:20-30，其中，所述a组分包括以下重量份的原料：双酚a型环氧树脂100份，增韧型环氧树脂15-25份，浸润助剂10-20份，活性稀释剂40-60份，疏水改性纳米填料2-5份，偶联剂0-2份，消泡剂1-3份；所述b组分包括以下重量份的原料：潜伏型固化剂20-30份，促进剂3-6份，润湿分散剂1-3份。2.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述双酚a型环氧树脂的环氧当量为320-360g/eq，粘度为6000-8000cps。3.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述增韧型环氧树脂是重均分子量为3000-5000g/mol的互穿网络结构的高分子树脂，其制备方法包括以下步骤：(1)按照重量比1:5-6称取端羟基硅油和端羟基聚醚混合均匀，接着加入端羟基硅油和端羟基聚醚总质量1-2倍的有机溶剂n,n-二乙基乙酰胺混合均匀后得到混合溶液；(2)按照羟基/nco的摩尔比1:1.05-1.1称取二异氰酸酯，加热至70-80℃后，缓慢滴加步骤(1)制备得到的混合溶液，5-6h内滴完后，继续保温反应10-12h后，减压蒸馏除去溶剂以及未反应的二异氰酸酯，得到异氰酸酯封端的预聚物；(3)将步骤(2)得到的异氰酸酯封端的预聚物与呋喃基改性环氧树脂按照环氧基/nco的摩尔比1.1-1.2:1的比例混合均匀后，升温至70-80℃反应6-8h后，得到增韧型环氧树脂。4.根据权利要求3所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述二异氰酸酯为芳族二异氰酸酯，选自二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述浸润助剂是重均分子量为400-600g/mol的聚合物，其通过端环氧基烯丙基聚醚与硅烷偶联剂通过硅氢反应制备而成，所述硅烷偶联剂为三乙氧基硅烷，三甲氧基硅烷的一种。6.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述活性稀释剂为双官能环氧化合物，选自丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、环己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二氧化环己烯乙烯、或二氧化双环戊二烯的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述疏水改性纳米填料的粒径为100-150nm，选自二氧化硅、二氧化钛、碳纳米管、石墨烯、碳酸钙的至少一种；所述疏水改性纳米填料是通过将纳米填料经过硅烷偶联剂混合改性制备而成的。8.根据权利要求1所述的一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述潜伏型固化剂为咪唑类潜伏型固化剂，选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑，2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,3-二苯基-2甲基咪唑的氯化物的至少一种；所述促进剂为乙酰丙酮铝或乙酰丙酮铬的一种。9.权利要求1-8所述的用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)按照重量比将双酚a型环氧树脂、活性稀释剂、偶联剂和疏水改性纳米填料混合均
匀，升温至30-40℃后，加入增韧型环氧树脂、浸润助剂和消泡剂，搅拌10-20min得到a组分；(2)按照重量比将潜伏型固化剂、促进剂和润湿分散剂混合均匀后得到b组分，(3)按照重量比将a组分和b组分混合均匀，得到用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料。10.权利要求1-8所述的用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料的a组分和b组分按照重量比混合均匀，通过真空脱泡处理后，升温至40-50℃置于胶槽中，对芳纶纤维进行浸渍缠绕得到制品；(2)将制品置于烘箱中，以8-10℃/min的升温速率加热至90-100℃，保温60-80min后，再以3-5℃/min的升温速率加热至150-160℃，保温100-150min，即可。

技术总结
本发明提供一种用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料及其制备方法，以双酚A型环氧树脂为主要基体树脂，辅以增韧型环氧树脂和浸润助剂提高复合材料的韧性、耐冲击性和界面结合力；同时，添加相应的活性稀释剂、固化剂、促进剂、疏水改性纳米填料等原料调整复合材料的粘度、可操作时间，以及耐热性等性能，获得了综合性能优良的用于纤维缠绕的环氧树脂复合材料，所述制备方法和施工方法简单，安全高效，能够满足工业生产的需要。足工业生产的需要。


技术研发人员：林文丹 李刚 黄必文 郑斯祥 邓辉尧 邱诗砚
受保护的技术使用者：广东华彩复合材料有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/1/6