浅谈9A16环氧树脂体系在预浸料中的应用

浅谈9A16环氧树脂体系在预浸料中的应用

尹翠   ,郭辉   ,江婧   ,张洪池   ,宋长琳,刘清霞

威海光威复合材料股份有限公司，山东 威海，264200

摘要：复合材料是目前广泛应用的新兴材料，一般由基体和增强材料两大部分组成。基体材料主要起支撑和保护增强材料的作用；而增强材料是复合材料的主要承力组分，是复合材料强度和刚度的主要来源。预浸料，树脂基体在一定条件下浸渍纤维或织物制成的树脂基体与纤维增强体的组合物，是制造复合材料的中间产物。热熔法预浸料（干法或两步法）制造的预浸料因不含溶剂，在复合材料领域被广泛应用。本文主要研究9A16环氧树脂体系生产的碳纤维预浸料的应用。

关键词：复合材料、预浸料、碳纤维、树脂、应用

Talking About the Development of 9A16 Epoxy

Resin System in Prepreg

Yin Cui (Weihai Guangwei Composities Co.,Ltd  Weihai Shandong, 264200)

Yin Cui    Guo Hui    Jiang Jing    zhang Hongchi    Song Changlin

Abstract：Composite materials are currently widely used emerging materials. Composite materials can not only maintain the main properties of the original materials, but also obtain properties that are not available in a single basic raw material through composite functions and synergistic effects, overcome the shortcomings of a single material, and meet different requirements. Product requirements for performance and use.Composite materials are generally composed of two parts: a matrix and a reinforcing material. The matrix material mainly plays the role of supporting and protecting the reinforced material; while the reinforced material is the main load-bearing component of the composite material and the main source of the strength and rigidity of the composite material.

Keywords:  composite materials, prepregs, carbon fibers, resins，applications

0 引言

环氧树脂是聚合物基复合材料最常用的树脂基体，具有工艺性能好、耐腐蚀、耐高温等特点，环氧基复合材料已广泛应用于航空航天、交通运输、体育休闲等领域。

环氧树脂基体按照固化温度分为高温固化环氧树脂基体、中温固化环氧树脂基体、低温固化环氧树脂基体。

国内环氧树脂基体性能如下表：

国外环氧树脂基体性能如下表：

19A16 树脂特点和性能

9A16树脂是一种基于120℃中温固化的增韧改性环氧树脂体系，适用以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维及织物为增强材料的预浸料（热熔法与溶剂法）。

9A16 树脂具有橡胶般韧性可以防止微裂纹的扩散。该树脂体系具有良好的耐热性、抗冲击强度及抗剥离性，Tg 为 140℃。

9A16 树脂预浸料采用热压罐法、模压法、真空袋压法等成型工艺，制成的复合材料具有优良的韧性、抗冲击性等综合性能，适于工业产品及航空构件。

2 9A16 树脂性能

2℃/min 升温粘度曲线如下图：

凝胶时间如下图：

3 9A16 树脂预浸料的固化条件

2.1真空袋成型

1. 厚度小于 5mm 的制品，建议从室温以 1-2℃/min 的升温速率升温至 120℃，在 120℃条件下保温 90min，自然降温至 60℃以下脱模。

2. 厚度超过 5mm 的制品,建议从室温以 0.5-1℃/min 的升温速率升温至 80℃保温 60min，再以 0.5-1℃/min 升温至 120℃，在 120℃条件下保温 90min，自然降温至 60℃以下脱模。

注：特别对厚度超过 5mm 的制品，保温的温度应以制品中间内芯温度为准，以上固化温度为建议固化曲线，用户应根据自己的实际生产情况进行固化工艺试验，确定适合于用户自己工艺条件的固化制度。

9A16 树脂在 110-150℃范围内均可完成固化，最小固化压力为 0.09MPa。

2.2热压罐成型

进行力学性能测试的层压板采用热压罐成型，真空条件下按 2℃/min 的升温速度升至80℃保温 30min，然后按 2℃/min 的升温速度升至 120℃，保温 90min，当温度达到 85℃内开始加压至 0.5MPa，全程真空压力不小于 0.097MPa，85℃后罐内压力为 0.5±0.02MPa。压力保持至降温结束。

49A16 树脂预浸料的储存期、储存条件和防护要求

9A16 树脂预浸料的储存期：室温 22℃ 30 天 冷藏 0℃ 6 个月 冷藏-18℃ 12 个月。

9A16 树脂预浸料卷应密封包装并在冷藏条件（小于 0℃）下储存。预浸料在取样前应充分解冻回温至室温，解冻过程中应确保预浸料密封包装，如果密封袋在被擦干后表面出现雾化，则不应将其打开。尽可能降低预浸料在冷藏库外的暴露时间，任何已受潮的或者被污染的预浸料样本不应再继续使用。取样结束后应将预浸料重新卷紧密封，放入冷库中储存，避免预浸料变形、吸潮。

9A16 树脂预浸料在指定安全措施下使用时，通常是大致无害的，但是操作过程中也应采取措施以防止未固化材料接触皮肤，某些皮肤过敏人士可能会受影响。每次工作结束后，请用肥皂和温水彻底清洗皮肤，避免使用溶剂。

5 结束语

作为一种轻质、高模、高强的结构材料，结合不同的生产、制造工艺和设备，树脂基预浸料可以生产出不同的产品，例如：用热压罐工艺生产飞机结构件，也可以用于生产制造卫星、雷达、导弹、火箭等重要军工产品；用真空袋工艺生产高速列车、舰艇、游船内饰件等；用模压工艺生产体育休闲用品；用缠绕和卷管工艺生产气瓶、管件等。

为追求更轻、更快、更高的发展目标，不断提高复合材料性能、降低预浸料的成本是预浸料研究的长期目标和主题。

9A16树脂作为增韧改性环氧树脂体系，适用以碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维及织物为增强材料的预浸料（热熔法与溶剂法）。使制品韧性更好，耐热性、抗冲击更强，适用于工业产品和航空构件，不断提高符合材料性能，更好的为国防和民用做贡献。

[1] 《中国航空材料手册》编辑委员会·中国航空材料手册，第六卷，复合材料，胶黏剂，第二版·中国标准出版社：2007年7月北京

[2] NASA Langley research center ,RP46 unique materials technology.March 25,2003

[3] 3M Industrial Tape and Specialties pision,PR500 epoxy resin,Technical Date

作者简介：尹翠（1984年），女，山东省威海市，汉，初级工程师，本科，复合材料研究。