摘要：本文通过测试树脂体系黏度特性、凝胶特性和力学性能，研究了促进剂2EI4M用量和复配稀释剂配比对RTM工艺用树脂体系性能的影响，优选出一种试用于RTM工艺的树脂体系。
关键词：RTM工艺；固化；树脂体系
Study on Low Cost Resin System for RTM Process
Xu shuquan，Bai tao，Yin yage，Zhuo yi，Luo junjie，Zhao yaohui
（Southwest Institute of Technology Engineering，Chongqing 400039）
Abstract：In this paper，the viscosity，gel and mechanical properties of the resin system was tested.The effects of the dosage of accelerator 2EI4M and the ratio of diluent on the properties of the resin system for RTM process was studied.A resin system for RTM process was selected.
Keywords：RTM process；curing；resin system
树脂传递模塑（RTM）工艺因其成本较低、效率较高，目前被认为是综合指标最优秀的复合材料成型工艺之一，其打破了长久以来高性能复合材料必然具有高制造成本的传统，已被广泛地应用于航空、航天、汽车、造船等领域[1，2]。
RTM成型制品质量好坏，与增强材料、树脂体系、注射压力及模具等诸多因素有关，其中树脂体系是影响最大的因素[3]。因此，寻找一种理想的RTM用树脂体系显得尤为重要。
本文通过树脂体系黏度特性、固化特性和固化物力学性能的对比研究，开发了一种适合箱盖RTM工艺用低成本树脂体系。
1实验部分
1.1实验原材料
环氧树脂E-51；固化剂DDM/MPDA复配固化剂；活性稀释剂669和BGE；促进剂2EI4M。
1.2方法
按表1中的配方配置树脂胶液，然后放到冰箱中备用。
表1 树脂配方
1.2.1 黏度特性研究
采用NDJ-5S型旋转黏度计测试树脂体系的黏度，测试温度为30℃，每隔2min记录一个黏度值。
1.2.2 凝胶特性研究
参照GB/T7193.8-87，采用平板小刀法，测试树脂体系在80℃、90℃、100℃、110℃、120℃下的凝胶时间。
1.2.3 树脂固化物力学性能研究
拉伸性能按国标GB/T 2567-2008执行，拉伸速率为2mm/min；弯曲性能按国标GB/T2567-2008执行，弯曲速率为2mm/min。
2 结果与讨论
2.1促进剂2EI4M用量对树脂体系性能的影响
2.1.1 2EI4M用量对黏度特性的影响
图1 树脂体系静态黏度图
图1为各配方静态黏度图。由图可知，树脂体系在相同时间内随2EI4M用量的增加，黏度也随之增加。可见2EI4M能加快树脂体系的反应进程，从而缩短固化所需时间。其中，RTM 1、RTM2、RTM 3和RTM 4的初始黏度分别为132mPa•s、139mPa•s、145mPa•s和150mPa•s，经过8h后，其黏度分别变为915 mPa•s、953 mPa•s、990 mPa•s和1004 mPa•s，各配方的黏度和适用期均满足箱盖RTM工艺要求。
2.1.2 2EI4M用量对凝胶特性的影响
图2为各配方凝胶时间-温度关系图。由图可知，随着2EI4M用量的增加，相同温度下树脂体系凝胶时间随之缩短。尤其在低温下，2EI4M的促进效果更加明显。由此可知，2EI4M可降低固化温度和固化时间，树脂体系温度在80℃~120℃区间，其凝胶时间均小于1h，在110℃~120℃区间时，其凝胶时间缩短到10分钟左右，满足常温注射充模，中温快速固化成型的工艺要求。
图2 凝胶时间—温度关系图
2.1.3 2EI4M用量对固化物力学性能的影响
表3为各配方的力学性能数据，综合比较可知：配方RTM4的固化物力学性能相对最优。
表2 固化物力学性能数据
2.2.1 稀释剂配比对黏度特性的影响
稀释剂配比对树脂体系黏度的影响见图3。对比可知，稀释剂669：BGE由1：1变为1：2时，其黏度变低；稀释剂669：BGE由1：1变为2：1时，其黏度则变高。但黏度总体变化不大，仍满足箱盖RTM工艺对黏度和适用期的要求。
图3稀释剂配比对黏度特性的影响
2.2.2 稀释剂配比对凝胶特性的影响
稀释剂配比对树脂体系凝胶特性的影响见图4。对比可知，稀释剂669：BGE由1：1变为1：2时，其凝胶时间变长；稀释剂669：BGE由1：1变为2：1时，其凝胶时间则变短。但总体来说，稀释剂配比对凝胶时间的影响不大，仍可满足脂体系常温注射充模，中温快速固化成型的工艺要求。
图4 稀释剂配比对凝胶特性的影响
2.2.3 稀释剂配比对固化物力学性能的影响
各配方固化物力学性能见表4，对比可知，配方RTM4的综合力学性能相对最优。
表4 固化物力学性能数据表
3 结论
综合考虑树脂体系黏度工艺性、固化特性和固化物力学性能等，优选配方RTM4作为RTM工艺用低成本树脂体系，其满足常温注射充模，中温快速固化的工艺要求。
参考文献：
[1] 艾涛，王汝敏.低成本、高性能复合材料的成型技术[J].纤维复合材料[J].2004，2：42-44。
[2] 申成霖，陈贵才，万怡灶.RTM专用低粘度环氧树脂体系的研究[J].天津化工，2005，2：10-12。
[3] 马青松，陈朝辉，郑文伟.树脂传递模塑-复合材料成型新工艺[J].材料科学与工程，2000，18（4）：92-97。
作者简介：
徐淑权（1986-），男，汉族，吉林人，工程师，从事弹箭防护包装工程化应用研究。
论文作者:徐淑权,白焘,尹亚阁,卓毅,罗俊杰,赵耀辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/10
标签：黏度论文; 树脂论文; 体系论文; 凝胶论文; 特性论文; 工艺论文; 物力论文; 《基层建设》2018年第32期论文;