西南技术工程研究所重庆400039
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
StudyonLowCostResinSystemforRTMProcess
Xushuquan，Baitao，Yinyage，Zhuoyi，Luojunjie，Zhaoyaohui
（SouthwestInstituteofTechnologyEngineering，Chongqing400039）
Abstract：Inthispaper，theviscosity，gelandmechanicalpropertiesoftheresinsystemwastested.Theeffectsofthedosageofaccelerator2EI4MandtheratioofdiluentonthepropertiesoftheresinsystemforRTMprocesswasstudied.AresinsystemforRTMprocesswasselected.
Keywords：RTMprocess；curing；resinsystem
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/T2567-2008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
2.1.12EI4M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，RTM1、RTM2、RTM3和RTM4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915mPa•s、953mPa•s、990mPa•s和1004mPa•s，各配方的黏度和适用期均满足箱盖RTM工艺要求。
2.1.22EI4M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
2.1.32EI4M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。