[發(fā)明專利]一種低密度耐高溫腈基樹脂復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310703230.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN103756312B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鋼;吳斌;楊旭林;羅一男;金睿;孫萍;張利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都德美精英化工有限公司
• 主分類號(hào): C08L79/04
• 分類號(hào): C08L79/04;C08K7/28;C08G73/06
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司51120
• 代理人: 張堰黎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及低密度耐高溫腈基樹脂復(fù)合材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

腈基樹脂是一類含有腈基結(jié)構(gòu)的耐高溫樹脂。該樹脂及其復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗腐蝕、自阻燃等特點(diǎn)，固化過程中無(wú)小分子釋放，制品孔隙率低，接近零收縮。同時(shí)還具有熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定、低吸水率等特點(diǎn)。完全固化后玻璃化溫度可以達(dá)到450℃以上。同時(shí)腈基樹脂具有很強(qiáng)的分子可設(shè)計(jì)性，可根據(jù)不同的用途選用不同的單體引入具有不同功能結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，滿足不同使用場(chǎng)合的要求。并且腈基樹脂能夠適合模壓成型，層壓成型，澆注成型，RTM，RIM等多種加工成型方式，能應(yīng)用于航空航天、航海艦船、電子封裝等領(lǐng)域，被認(rèn)為是下一代新型特種耐高溫高分子材料。腈基樹脂的國(guó)外研究主要是美國(guó)軍方材料研究室。其制備的腈基樹脂及其復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能，較PMR-15具有很大的提高，尤其表現(xiàn)在高溫?zé)嵫h(huán)試驗(yàn)中具有不可替代性。更重要的是玻璃纖維、碳纖維增強(qiáng)的腈基樹脂復(fù)合材料完全滿足MIL?STD-2031該軍用標(biāo)準(zhǔn)的要求，是唯一滿足航空航天，船舶艦艇用標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)樹脂。?

航空航天，船舶艦艇行業(yè)追求速度和穩(wěn)定性兩項(xiàng)重要指標(biāo)，因此對(duì)材?料的要求原來(lái)越高。傳統(tǒng)材料如水泥，鋼鐵，鋁合金等具有自重大，易耗能的缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響著速度。此外水泥屬于脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，抗裂性差；鋼鐵耐腐蝕性差，需定期塢修，加工性差；而鋁合金彈性模量低，結(jié)構(gòu)剛性不足，工藝復(fù)雜；這些均影響著穩(wěn)定性。腈基樹脂各項(xiàng)性能優(yōu)異，能夠滿足速度和穩(wěn)定性兩項(xiàng)重要指標(biāo)。但是，相對(duì)來(lái)講腈基樹脂制品致密，密度較大。另一方面，腈基樹脂價(jià)格昂貴，限制了應(yīng)用。因此，急需提供一種低密度，低成本而又耐高溫的腈基樹脂復(fù)合材料。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種低密度耐高溫腈基樹脂復(fù)合材料及其制備方法。?

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種低密度耐高溫腈基樹脂/中空玻璃微珠復(fù)合材料。本發(fā)明解決的第一個(gè)技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：?

低密度耐高溫腈基樹脂復(fù)合材料，其特征在于由下列重量份數(shù)的成分制成：腈基樹脂：40—95份；固化劑：0—10份；中空玻璃微珠：5—50份；溶劑：0—500份；?

所述腈基樹脂是下列通式表示的化合物中的一種或幾種混合物的單體、預(yù)聚物；通式：?

其中R=NH₂,OH,COOH，脂肪鏈或芳雜環(huán)鏈。?

所述腈基樹脂包括經(jīng)典腈基樹脂、氨基型腈基樹脂、羥基型腈基樹脂、?苯并惡嗪型腈基樹脂、其它腈基樹脂中的一種或幾種混合物的單體、預(yù)聚物、固化物；?

所述經(jīng)典腈基樹脂包括下列結(jié)構(gòu)的化合物：?

所述氨基型腈基樹脂包括下列結(jié)構(gòu)的化合物：?

所述羥基型腈基樹脂包括下列結(jié)構(gòu)的化合物：?

所述其它腈基樹脂包括下列結(jié)構(gòu)的化合物：?

所述苯并惡嗪型腈基樹脂包括下列結(jié)構(gòu)的化合物：?

上述成分中，所述固化劑是過渡金屬、過渡金屬鹽、有機(jī)胺、有機(jī)酸、?酚類、氫醌、四氫吡啶銨中的一種或幾種的混合物。?

上述成分中，所述溶劑為1-4二氧六環(huán)、甲苯、丁酮、二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或者幾種的混合物。?

本發(fā)明所述中空玻璃微珠的粒徑是0.1—5um。?

本發(fā)明所述腈基樹脂復(fù)合材料密度為0.5—1g/cm³，初始分解溫度為大于470℃，800℃殘?zhí)柯蔬_(dá)大于70%，玻璃化溫度大于300℃。?

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種低密度耐高溫腈基樹脂/中空玻璃微珠復(fù)合材料的第一種制備方法。所述低密度耐高溫腈基樹脂/中空玻璃微珠復(fù)合材料的第一種制備方法為溶液法。其制備過程為：?

（1）預(yù)聚混合：按上述腈基樹脂復(fù)合材料組成比例稱取各原料，將腈基樹脂，固化劑，中空玻璃微珠置于反應(yīng)器中，加入一定量的溶劑，加熱回流攪拌預(yù)聚一定時(shí)間；?

（2）固化成型：將上述反應(yīng)液倒入模具中，于烘箱中進(jìn)行固化，固化后脫模，即得到腈基樹脂/中空玻璃微珠復(fù)合材料。?

其中，步驟（1）中所述溶劑為1-4二氧六環(huán)，甲苯，丁酮，二甲基亞砜，二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮等其中的一種或者幾種；所述溶劑的用量為100—500份；?