[發明專利]聚酰亞胺玻纖復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 200810042958.1
• 申請日: 2008-09-16
• 公開（公告）號: CN101353432A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 張珩;包來燕;邱孜學
• 申請（專利權）人: 上海市合成樹脂研究所
• 主分類號: C08J5/04
• 分類號: C08J5/04;C08L79/08;C08K5/544;C08K7/14;C08G73/10
• 代理公司: 上海華工專利事務所
• 代理人: 李生柱;應云平

一、技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺玻纖復合材料的制備方法，更確切地說，本發明涉及4-苯基乙炔苯酐封端的酰亞胺齊聚物與玻纖捏合、加工制備聚酰亞胺玻纖復合材料的方法

二、背景技術

芳香族聚酰亞胺是耐熱等級最高的高聚物。由于力學性能和電性能優良，所以在廣泛的領域里作為原材料使用。隨著航空航天工業的迅速發展，用作民航機、偵察機和人造衛星結構部件的聚酰亞胺復合材料將帶來良好的發展機遇。然而，芳族聚酰亞胺一般加工性能差，特別不適宜作熔融成型和纖維增強復合材料的母體樹脂。為了改進芳族聚酰亞胺的成型性，人們利用封端基合成低分子量的聚酰亞胺衍生物，在高溫下開環固化得到高分子量的聚酰亞胺材料(PMR-15)。但由于PMR-15材料的脆性較大，材料的使用有較大的局限性，因此又提出用4-苯基乙炔苯酐對酰亞胺齊聚物的末端進行封端改性。

以4-苯基乙炔苯酐封端的聚酰亞胺復合材料，已在提高耐溫性、改善加工性方面做了大量研究，相繼出現了[PETI]、[PETI-5]等性能優異的材料。高韌性耐熱性[PETI]的酰亞胺齊聚物是由a-BPDA/4，4’-ODA，3，4’-ODA制備。這種齊聚物由4-苯基乙炔苯酐(PEPA)封端，結果得到的聚酰亞胺Tg278℃，于300℃熔融粘度在數千泊以下，顯示出良好的流動性，于370℃末端乙炔基三鍵打開并交聯，導致Tg高達340℃。

[PETI]型復合材料是聚酰亞胺碳纖維復合材料，這里母體樹脂對碳纖維的粘結相較適宜，但對玻璃纖維的粘結就顯得較差，需要加予改進。

提高母體樹脂對玻璃纖維的粘結力，改善聚酰亞胺玻纖復合材料的加工性就成為本發明的目的。

三、發明內容

本發明者們為了提高母體樹脂對玻璃纖維的粘結力，改善聚酰亞胺復合材料的加工性，對母體樹脂的篩選作了專門的研究，提出如下的技術方案。

本發明的4-苯基乙炔苯酐封端的酰亞胺齊聚物用0.2～0.5mol?a-氧聯二苯四甲酸二酐(以下簡稱：a-ODPA)(本發明者們認為a-ODPA的存在提高了對玻璃纖維的粘結力)和0.5～0.8mol聯苯四甲酸二酐(以下簡稱：BPDA)與0.6～1.11mol二苯醚二胺(以下簡稱：4，4’-ODA)反應制備聚酰胺酸，再用0.2～0.22mol4-苯基乙炔苯酐(以下簡稱：PEPA)封端反應制成酰亞胺齊聚物，其分子重復單元結構為：。

本發明的預浸料中玻纖含量為聚酰亞胺玻璃纖維復合材料重量的30～70％。處理玻纖的硅烷偶聯劑用量是玻纖重量的9.9～10.2％，硅烷偶聯劑是r-氨丙基三乙氧基硅烷，國內商品牌號為KH550。

聚酰亞胺玻璃纖維復合材料的制備過程是把0.6～1.11mol4，4’-ODA在二甲基乙酰胺(DMAc)中溶解后，加入0.2～0.5mola-ODPA和0.5～0.8mol?BPDA，于室溫反應6～14小時獲得聚酰胺酸溶液，接著加入0.2～0，22mol?PEPA反應6～14小時，隨之加入KH550，加入60mm短切玻璃纖維預浸料，捏合浸漬后，于100℃，160℃，200℃，250℃分別熱處理2～5小時制得揮發份0.5～2重量％的聚酰亞胺玻纖復合材料預壓料。

較好的玻璃纖維含量為聚酰亞胺玻璃纖維復合材料預壓料重量的55～65％。

在酰亞胺齊聚物分子重復單元結構中n+m＝2～10，n/m＝1:1～4，其中n+m＝10，n/m＝3/7較好。

按照本發明制備的聚酰亞胺玻璃纖維復合材料具有如下性能：

無缺口沖擊強度KJ/m????????????????????2210.8

彎曲強度MPa???????????????????????????1012.4

彎曲模量GPa???????????????????????????38.3

拉伸強度MPa???????????????????????????508.0

斷裂伸長率％??????????????????????????0.79

四、具體實施方案

為了更好地實施本發明，特舉例說明之，但不是對本發明的限制。

實施例1