專利名稱：一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料及其制備方法。
背景技術：
模塑料技術是一種成熟的復合材料技術，它通過將樹脂與纖維混合均勻后使用， 具有質(zhì)量均勻穩(wěn)定、成型速度快、生產(chǎn)效率高的特點。通常的模塑料主要使用聚酯樹脂作為 樹脂基體，具有成本低、固化溫度低等特點，使用環(huán)氧樹脂作為模塑料的樹脂基體，在某些 特殊的技術領域具有獨特的優(yōu)勢，如要求較長的儲存期、高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、較好的力學 性能和電氣性能等領域。目前使用環(huán)氧樹脂用作模塑料原料的配方較少，均采用潛伏性的固化體系， 大多 需熟化后才能使用，工藝較為復雜；如公開號為CN101096443A的中國專利申請公開了一種 環(huán)氧樹脂片狀模塑料的制備方法，是將環(huán)氧樹脂糊制備后，加入短切纖維混合均勻后，再通 過刮刀制成片材，然后經(jīng)烘箱增稠24-96小時熟化，控制增稠溫度為28-40°C，得到環(huán)氧樹 脂片狀模塑料。熟化工序在現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂模塑料的制備中是必不可少的工序，其耗能耗 時，不易操作且生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無需熟化、工 藝簡單、易于操作，生產(chǎn)效率高的環(huán)氧樹脂團狀模塑料及其制備方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特點 為它由環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料與短切纖維以35 40 4 5 65 70的質(zhì)量份數(shù) 比捏合均勻而成；其中環(huán)氧樹脂糊按質(zhì)量份數(shù)計，含有環(huán)氧樹脂80 120份，增塑劑5-10 份，填料4-8份，脫模劑3-6份，偶聯(lián)劑0. 5-2份；固化劑混合料按質(zhì)量份數(shù)計，含有潛伏性 固化劑4-7份，促進劑1-3份，胺類固化劑6-10份；短切纖維的長度為1/8英寸 1/2英 寸。上述環(huán)氧樹脂糊中的環(huán)氧樹脂可選用液體雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、 縮水甘油胺環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂以及脂環(huán)環(huán)氧樹脂中任意一種或者二種的組合 物；上述的增塑劑可選用聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯或 鄰苯二甲酸二丁酯中任一種；在環(huán)氧樹脂糊中加入的填料可選用市售的通用填料，可選用二氧化硅、碳酸鈣、氫 氧化鋁或氧化鋁中任一種；加入的脫模劑包括樹脂用無機或有機內(nèi)脫模劑，可選用蒙旦蠟、 硅脂或硬脂酸鋅中的任一種；加入的偶聯(lián)劑選用硅烷系偶聯(lián)劑，該硅烷系偶聯(lián)劑可選用 KH550硅烷偶聯(lián)劑、KH560硅烷偶聯(lián)劑或KH570硅烷偶聯(lián)劑中任一種；硅烷系偶聯(lián)劑所起的 作用是提高環(huán)氧樹脂體系的潤濕性，使形成的膠接面綜合性能更佳。上述固化劑混合料中的胺類固化劑可選用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異佛爾酮二胺或聚醚胺中任一種；潛伏性固化劑可選用普通雙氰胺或電子級雙氰胺；促進劑選 用N、N-二甲基二苯基脲或N、N-二乙基二苯基脲；二種固化劑與一種促進劑的協(xié)同使用可 使環(huán)氧樹脂體系具有期望的粘度和固化工藝性能。上述的短切纖維可以根據(jù)產(chǎn)品的用途及使用要求，選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖 維或石英纖維中任一種，優(yōu)先使用短切玻璃纖維。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種制備上述環(huán)氧樹脂團狀模塑料的方法， 包括步驟如下1)制備環(huán)氧樹脂糊； 2)將胺類固化劑與潛伏性固化劑攪拌均勻后，再加入促進劑攪拌成固化劑混合料 后備用；3)取步驟1)的環(huán)氧樹脂糊35-40質(zhì)量份、步驟2)的固化劑混合料4_5質(zhì)量份與 65 70質(zhì)量份的短切纖維通過捏合機捏合30分鐘后得到所述環(huán)氧樹脂團狀模塑料。其中步驟1)所述環(huán)氧樹脂糊包括在80 120份環(huán)氧樹脂中按比例加入增塑劑 5-10份、填料4-8份、脫模劑3-6份、偶聯(lián)劑0. 5-2份，經(jīng)高速攪拌混合均勻制成；步驟2) 所述固化劑混合料是在6-10份的胺類固化劑中加入潛伏性固化劑4-7份混合攪拌均勻后， 再加入促進劑1-3份繼續(xù)攪拌均勻制成；步驟3)所用的短切纖維長度為1/8英寸 1/2英 寸。上述的環(huán)氧樹脂、增塑劑、填料、脫模劑、偶聯(lián)劑所用材料的選擇與份數(shù)，胺類固化 齊U、潛伏性固化劑與促進劑所用材料的選擇與份數(shù)以及短切纖維的選擇及長度均如前所 述，此處不再贅述。本發(fā)明采用了上述技術方案，其有益效果如下1)通過對環(huán)氧樹脂模塑料的配方 設計，幾種固化劑的協(xié)同使用，制備出一種在室溫環(huán)境內(nèi)不黏手，低溫下不硬脆的模塑料用 樹脂體系；該樹脂體系不需要進行冷卻粉碎，與短切纖維直接捏合制備出團狀模塑料后也 無需熟化，省去了傳統(tǒng)方法中必需要有的熟化步驟，與傳統(tǒng)方法相比，工藝簡單，生產(chǎn)效率 高；2)由于增塑劑的加入，使得該環(huán)氧樹脂模塑料具有優(yōu)異的工藝和力學性能，拉伸強度 達160MPa以上。3)適用期長、易于成型，因其不需使用烘箱等加熱設備，還具有節(jié)能降耗的 作用，易于推廣實施。
具體實施例方式本發(fā)明的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，由環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料與短切纖維以35 40 4 5 65 70的質(zhì)量份數(shù)比捏合均勻而成；其中環(huán)氧樹脂糊按質(zhì)量份數(shù)計，含有 環(huán)氧樹脂80 120份，增塑劑5-10份，填料4-8份，脫模劑3_6份，偶聯(lián)劑0. 5-2份；固化 劑混合料按質(zhì)量份數(shù)計，含有潛伏性固化劑4-7份，促進劑1-3份，胺類固化劑6-10份；短 切纖維的長度為1/8英寸 1/2英寸。為使模塑料具有良好的物化、機械性能，上述的環(huán)氧樹脂可選用液體雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂以及脂環(huán)環(huán)氧樹脂 中任意一種或者二種的組合物；上述的增塑劑可選用聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯或 鄰苯二甲酸二丁酯中任一種；增塑劑的加入減少了該固化樹脂體系交聯(lián)點間鏈運動的勢壘，賦予了該環(huán)氧樹脂體系更好的加工性和更大的柔韌性。上述的填料可選用市售的無機填料，最佳可選用二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鋁或氧 化鋁中任一種；無機填料的使用，其作用是增加所述環(huán)氧樹脂糊的粘度，降低成本、減少制 品收縮率。上述的脫模劑包括樹脂用無機脫模劑或有機內(nèi)脫模劑，可選用蒙旦蠟、硅脂或硬 脂酸鋅中的任一種，使用脫模劑的作用是使制品容易脫模，保證其制品的外觀質(zhì)量。上述的偶聯(lián)劑采用硅烷系偶聯(lián)劑，可選用KH550硅烷偶聯(lián)劑、KH560硅烷偶聯(lián)劑 或KH570硅烷偶聯(lián)劑中任一種；硅烷系偶聯(lián)劑所起的作用是提高環(huán)氧樹脂體系的潤濕性， 使形成的膠結(jié)面綜合性能更佳，。上述的胺類固化劑可選用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異佛爾酮二胺或聚醚 胺中任一種；潛伏性固化劑可選用普通雙氰胺或電子級雙氰胺；促進劑選用N、N-二甲基二 苯基脲或N、N-二乙基二苯基脲；二種固化劑與一種促進劑的協(xié)同使用可使環(huán)氧樹脂體系 具有期望的粘度和固化工藝性能。上述的短切纖維可以根據(jù)產(chǎn)品的用途及使用要求，選用玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖 維或石英纖維中任一種，優(yōu)先使用短切玻璃纖維。本發(fā)明第二個目的是提供了一種制備上述環(huán)氧樹脂團狀模塑料的方法，包括步驟 如下1)制備環(huán)氧樹脂糊；2)將胺類固化劑與潛伏性固化劑攪拌均勻后，再加入促進劑攪拌成固化劑混合料 后備用；3)取步驟1)的環(huán)氧樹脂糊35-40質(zhì)量份、步驟2)的固化劑混合料4_5質(zhì)量份與 65 70質(zhì)量份的短切纖維通過捏合機捏合30分鐘后得到所述環(huán)氧樹脂團狀模塑料。其中步驟1)所述環(huán)氧樹脂糊包括在80 120份環(huán)氧樹脂中按比例加入增塑劑 5-10份、填料4-8份、脫模劑3-6份、偶聯(lián)劑0. 5-2份，經(jīng)高速攪拌混合均勻制成；步驟2) 所述固化劑混合料是在6-10份的胺類固化劑中加入潛伏性固化劑4-7份混合攪拌均勻后， 再加入促進劑1-3份繼續(xù)攪拌均勻制成；步驟3)所用的短切纖維長度為1/8英寸 1/2英 寸。該制備方法改進了環(huán)氧樹脂糊的配方，固化劑采用多種原料的協(xié)同使用，以及短 切纖維的加入，使環(huán)氧樹脂團狀模塑料的制備方法更為簡捷；同時，所用原料不需進行冷卻 粉碎，可以與短切纖維直接捏合形成團狀模塑料制品，省去了傳統(tǒng)工藝中必需要有的熟化 步驟，提高了生產(chǎn)效率；與傳統(tǒng)方法相比，工藝簡單，節(jié)約了生產(chǎn)成本，降低了能耗，省時省 力。以下通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細說明。除非另有說明，以下實施例所用的各種原料均可以通過商業(yè)途徑獲得。所用的份 數(shù)均表示質(zhì)量份。實例1先分別配制環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料，并選定所用的短切纖維；其中環(huán)氧樹脂糊選用型號為WSR618的液體雙酚A型環(huán)氧樹脂80份，鄰苯二甲酸二甲 酯5份，二氧化硅4份，蒙旦蠟3份，偶聯(lián)劑KH550 0. 5份，投入至高速攪拌機中，該高速攪拌機以800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌0. 5小時后備用；高速攪拌機選用德國IKA公司生產(chǎn)的型 號為RW 20 DZM攪拌機。固化劑混合料的配制，先選用異佛爾酮二胺10份，在其中加入普通雙氰胺4份攪 拌均勻后，再加入N、N_ 二甲基二苯基脲1份繼續(xù)攪拌混合均勻后備用。短切纖維選用1/4寸的短切玻璃纖維。本發(fā)明環(huán)氧樹脂團狀模塑料的制備方法取環(huán)氧樹脂糊35份、固化劑混合料5份、 短切玻璃纖維65份通過該捏合機混合30分鐘后，即可得到該環(huán)氧樹脂團狀模塑料；該團狀 模塑料可以用來壓制電氣絕緣器件、集成電路的封裝材料等。該實例1樣品性能測試方法及結(jié)果見表1。實例2:先分別配制環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料，并選定所用的短切纖維；其中環(huán)氧樹脂糊中選用環(huán)氧樹脂110份，該環(huán)氧樹脂中含有型號為WSR618的液體雙酚 A型環(huán)氧樹脂60份和型號為ADK4901的雙酚F環(huán)氧樹脂樹脂50份；增塑劑選用聚乙烯醇 縮丁醛7份，填料選用碳酸鈣5份，脫模劑選用硅脂4份，偶聯(lián)劑選用KH560 1份。固化劑混合料中含有的胺類固化劑選用乙二胺6份，潛伏性固化劑選用電子級雙 氰胺7份，促進劑選用N、N- 二甲基二苯基脲2份；短切纖維選用1/2寸短切碳纖維。使用時取環(huán)氧樹脂糊35份、固化劑混合料5份，短切纖維65投入至捏合機中，混 合30分鐘后，制成本發(fā)明所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料。該團狀模塑料可以用來壓制電氣絕 緣器件、集成電路的封裝材料等。樣品性能測試方法及結(jié)果見表1.實例3先分別配制環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料，并選定所用的短切纖維；其中環(huán)氧樹脂糊中含有環(huán)氧樹脂120份，其中包括60份型號為WSR618的液體雙酚A 型環(huán)氧樹脂和60份型號為TDE-85的縮水甘油酯環(huán)氧樹脂，增塑劑選用鄰苯二甲酸二乙酯 10份，填料選用氫氧化鋁8份，脫模劑選用硬脂酸鋅6份，偶聯(lián)劑選用KH560硅烷偶聯(lián)劑2 份。固化劑混合料中含有胺類固化劑選用二乙烯三胺7份，潛伏性固化劑選用電子級 雙氰胺7份，促進劑用N、N- 二乙基二苯基脲3份。短切纖維選用為1/8寸短切芳綸纖維。使用時取環(huán)氧樹脂糊35份、固化劑混合5份、短切芳綸纖維70份，投入至捏合機 中，混合30分鐘后，制成本發(fā)明的環(huán)氧樹脂團狀模塑料。該環(huán)氧樹脂團狀模塑料可以用來 壓制電氣絕緣器件、集成電路的封裝材料等。其樣品性能測試方法及結(jié)果見表1。除上述實例外，環(huán)氧樹脂糊中所用的環(huán)氧樹脂還可選用縮水甘油胺環(huán)氧樹脂以及 脂環(huán)環(huán)氧樹脂；增塑劑還可選用鄰苯二甲酸二丁酯；胺類固化劑還可以選用三乙烯四胺、 聚醚胺；填料還可選用氧化鋁，短切纖維還可選用石英纖維等。本發(fā)明上述實例中的樣品性能測試所用的檢測設備為常規(guī)的力學試驗機和美國 TA公司生產(chǎn)的型號為DMA2980的動態(tài)熱分析儀。
表 權利要求
一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于它由環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料與短切纖維以35～40∶4～5∶65～70的質(zhì)量份數(shù)比捏合均勻而成；其中環(huán)氧樹脂糊按質(zhì)量份數(shù)計，含有環(huán)氧樹脂80～120份，增塑劑5-10份，填料4-8份，脫模劑3-6份，偶聯(lián)劑0.5-2份；固化劑混合料按質(zhì)量份數(shù)計，含有潛伏性固化劑4-7份，促進劑1-3份，胺類固化劑6-10份；短切纖維的長度為1/8英寸～1/2英寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于所述環(huán)氧樹脂選用液體 雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂以及脂 環(huán)環(huán)氧樹脂中任一種或兩種的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于所述增塑劑選用聚乙烯 醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯或鄰苯二甲酸二丁酯中任一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于所述脫模劑為蒙旦蠟、硅 脂或硬脂酸鋅中任一種；所述偶聯(lián)劑為KH550硅烷偶聯(lián)劑、KH560硅烷偶聯(lián)劑或KH570硅烷 偶聯(lián)劑中任一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于所述胺類固化劑選用乙 二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異佛爾酮二胺或聚醚胺中任一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂團狀模塑料，其特征在于所述潛伏性固化劑為普 通雙氰胺或電子級雙氰胺中任一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂模塑料，其特征在于所述促進劑為N、N-二甲基二 苯基脲或N、N- 二乙基二苯基脲中任一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的環(huán)氧樹脂模塑料，其特征在于所述短切纖維為玻璃纖維、碳 纖維、芳綸纖維或石英纖維中任一種。
9.一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料的制備方法，包括如下步驟1)制備環(huán)氧樹脂糊；2)取胺類固化劑與潛伏性固化劑攪拌均勻后，再加入促進劑攪拌成固化劑混合料后備用；3)取步驟1)的環(huán)氧樹脂糊35-40質(zhì)量份、步驟2)的固化劑混合料4-5質(zhì)量份與65 70質(zhì)量份的短切纖維通過捏合機捏合30分鐘后得到所述環(huán)氧樹脂團狀模塑料；其中步驟1)所述環(huán)氧樹脂糊包括在80 120份環(huán)氧樹脂中按比例加入增塑劑5-10 份、填料4-8份、脫模劑3-6份、偶聯(lián)劑0. 5-2份，經(jīng)高速攪拌混合均勻制成；步驟2)所述固 化劑混合料是在6-10份的胺類固化劑中加入潛伏性固化劑4-7份混合攪拌均勻后，再加入 促進劑1-3份繼續(xù)攪拌均勻制成；步驟3)所用的短切纖維長度為1/8英寸 1/2英寸。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于所述環(huán)氧樹脂選用液體雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、脂環(huán)環(huán)氧樹脂中 的任一種或兩種的組合；所述增塑劑選用聚乙烯醇縮丁醛、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸 二乙酯或鄰苯二甲酸二丁酯中任一種；所述脫模劑選用蒙旦蠟、硅脂或硬脂酸鋅中任一種； 所述偶聯(lián)劑為KH550硅烷偶聯(lián)劑、KH560硅烷偶聯(lián)劑或KH570硅烷偶聯(lián)劑中任一種；所述潛 伏性固化劑為普通雙氰胺或電子級雙氰胺中任一種；所述促進劑為N、N- 二甲基二苯基脲 或N、N-二乙基二苯基脲中任一種；所述胺類固化劑為乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、異 佛爾酮二胺或聚醚胺中任一種；所述短切纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維或石英纖維中 任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)氧樹脂團狀模塑料及其制備方法。它由環(huán)氧樹脂糊、固化劑混合料與短切纖維以35～40∶4～5∶65～70質(zhì)量份數(shù)比捏合均勻而成；其中環(huán)氧樹脂糊按質(zhì)量份數(shù)計，含有環(huán)氧樹脂80～120份，增塑劑5-10份，填料4-8份，脫模劑3-6份，偶聯(lián)劑0.5-2份；固化劑混合料按質(zhì)量份數(shù)計，含有潛伏性固化劑4-7份，促進劑1-3份，胺類固化劑6-10份；短切纖維的長度為1/8英寸～1/2英寸。其制備方法比傳統(tǒng)方法省去了熟化步驟，通過在環(huán)氧樹脂中添加改性組分及不同的固化體系制成團狀模塑料；其方法簡單、生產(chǎn)效率高、適用期長、易于成型，因其不需使用烘箱等加熱設備，可節(jié)能降耗；適用于結(jié)構(gòu)材料、絕緣及電氣性能要求高的復合材料領域，易于推廣實施。
文檔編號C08L77/10GK101870798SQ201010212479
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者劉紅影, 孫超明, 柴紅梅, 陳敬菊, 陳淳 申請人:北京玻鋼院復合材料有限公司