本发明涉及泡沫塑料,尤其涉及高强环氧树脂泡沫。
背景技术:
1、泡沫塑料因其具有质轻、阻燃、隔热、隔音、热导率低、比强度高且能吸收冲击载荷等优点广泛用于建筑、航空航天、船舶以及其他轻质结构材料等方面。环氧树脂泡沫塑料粘结性能好,具有化学惰性等,这些优点决定了其在航空航天领域有着极为重要的应用。
2、现有技术中制备环氧树脂泡沫材料的方法较多,主要为相分离法,即在固化反应开始之前,在体系中加入可除性溶剂并混合均匀,随着固化反应的进行,体系相容性变差,形成相分离,固化后除去分离相即可得到环氧树脂泡沫材料。
3、但是,通过上述制备方法制备出来的环氧树脂泡沫材料存在交联密度高、内应力大、柔韧性低和耐冲击性差,导致环氧树脂泡沫的强度较低,因此具有待改进的空间。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的高强环氧树脂泡沫。其优点在于显著提高了环氧树脂泡沫的强度。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、高强环氧树脂泡沫,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂60%-70%、固化剂5%-10%、发泡剂5%-10%、稀释剂0.5%-1%、活性剂0.1%-0.5%、增强剂3%-10%和填充剂2%-20%。
4、优先地,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂60%、固化剂5%、发泡剂5%、稀释剂0.5%、活性剂0.5%、增强剂9%和填充剂20%。
5、优先地,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂65%、固化剂7%、发泡剂8%、稀释剂0.9%、活性剂0.1%、增强剂4%和填充剂15%。
6、优先地,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂70%、固化剂10%、发泡剂10%、稀释剂0.7%、活性剂0.3%、增强剂7%和填充剂2%。
7、优先地,所述增强剂为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维和二氧化硅纤维中的至少一种或多种的混合物。
8、优先地,所述填充剂为硅砂、氧化铝和纳米粉末中的至少一种或多种的混合物。
9、高强环氧树脂泡沫的制备方法,包括以下步骤:
10、步骤一:首先,利用称重装置按照特定质量分数称取环氧树脂、固化剂、发泡剂、稀释剂、活性剂、增强剂和填充剂等原料,将其中的环氧树脂、发泡剂、稀释剂、活性剂、增强剂和填充剂一同倒入至混合容器内;
11、步骤二:利用加热装置对混合容器进行加热,加热的过程中利用搅拌装置进行搅拌,搅拌的过程中,原料在高温条件下进行发泡;
12、步骤三:待原料完成发泡后停止加热进行冷却,待原料降低至一定温度后,加入固化剂搅拌均匀,后快速将原料倒入至模具内,随着原料温度的慢慢降低,原料便在模具内完成固化,进而即可得到环氧树脂泡沫。
13、本发明进一步设置为,所述发泡温度为120-140摄氏度,所述固化温度为40-60摄氏度。
14、本发明进一步设置为,所述搅拌装置包括龙门架,所述龙门架的底部外壁设置有电动伸缩杆,所述电动伸缩杆的活塞杆连接有电机箱,所述电机箱的内部设置有电动机,所述电动机的输出轴连接有搅拌杆。
15、本发明进一步设置为,所述原料还包括偶联剂,所述偶联剂为kh560的乙醇溶液。
16、本发明的有益效果为:
17、本发明通过在原料中添加合理配比的增强剂、填充剂和活性剂,这些原料在环氧树脂发泡的过程中会相互作用,使得环氧树脂发泡效果更好,活性剂可以提高发泡的速率,填充剂的加入可以降低固化物的热膨胀系数和固化收缩率,减小内应力,从而增强环氧树脂泡沫的强度;增强剂能显著提高环氧胶粘剂固化后的粘接强度,通过采用双重增韧体系,以碳纤维作为内增韧型增强剂,可以进一步提高室温固化环氧树脂泡沫的强度。
1.高强环氧树脂泡沫,其特征在于,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂60%-70%、固化剂5%-10%、发泡剂5%-10%、稀释剂0.5%-1%、活性剂0.1%-0.5%、增强剂3%-10%和填充剂2%-20%。
2.根据权利要求1所述的高强环氧树脂泡沫,其特征在于,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂60%、固化剂5%、发泡剂5%、稀释剂0.5%、活性剂0.5%、增强剂9%和填充剂20%。
3.根据权利要求1所述的高强环氧树脂泡沫,其特征在于,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂65%、固化剂7%、发泡剂8%、稀释剂0.9%、活性剂0.1%、增强剂4%和填充剂15%。
4.根据权利要求1所述的高强环氧树脂泡沫,其特征在于,包括以下质量分数的原料组成:环氧树脂70%、固化剂10%、发泡剂10%、稀释剂0.7%、活性剂0.3%、增强剂7%和填充剂2%。
5.根据权利要求2-4任一所述的高强环氧树脂泡沫,其特征在于,所述增强剂为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维和二氧化硅纤维中的至少一种或多种的混合物。
6.根据权利要求5所述的高强环氧树脂泡沫,其特征在于,所述填充剂为硅砂、氧化铝和纳米粉末中的至少一种或多种的混合物。
7.一种如权利要求6所述的高强环氧树脂泡沫的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.根据权利要求7所述的高强环氧树脂泡沫的制备方法,其特征在于,所述发泡温度为120-140摄氏度,所述固化温度为40-60摄氏度。
9.根据权利要求8所述的高强环氧树脂泡沫的制备方法,其特征在于,所述搅拌装置包括龙门架,所述龙门架的底部外壁设置有电动伸缩杆,所述电动伸缩杆的活塞杆连接有电机箱,所述电机箱的内部设置有电动机,所述电动机的输出轴连接有搅拌杆。
10.根据权利要求7-9任一所述的高强环氧树脂泡沫的制备方法,其特征在于,所述原料还包括偶联剂,所述偶联剂为kh560的乙醇溶液。