[發明專利]一種腈基樹脂復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310703817.0
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103709746A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉鋼;吳斌;楊旭林;羅一男;金睿;孫萍;張利
• 申請（專利權）人: 成都德美精英化工有限公司
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08L77/00;C08K7/06;C08K7/14;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/36;C08G73/06;B29C43/58
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

技術領域

本發明屬于高分子復合材料技術領域，具體涉及一種腈基樹脂復合材料及其制備方法。?

背景技術

傳統微米纖維增強高分子復合材料，比如玻纖，碳纖，芳纖等，具有質量輕，強度高，耐溫性好，廣泛應用于各個領域。然而，纖維本身具有很高的強度，但所得纖維增強的復合材料的強度卻遠遠低于纖維本身的強度，即微米尺寸纖維提升復合材料力學性能有限。研究發現，造成這種結果的第一個原因是纖維和基體樹脂的相容性較差，不能使應力很好的傳遞；第二原因是纖維和基體樹脂之間通常有一定的自由體積甚至空穴，應力沒法在此處轉移；第三個原因是傳統微米尺寸的纖維畢竟對基體增強區域有限，所以復合材料中有大面積的基體富集區域，基體沒有得到增強，導致斷裂并蔓延。?

一方面，針對以上問題，一些學者致力于纖維表面處理，以期纖維和基體樹脂進行一定的化學鍵和。這種方法，確實提高了纖維和樹脂之間的界面強度減少了空穴，對力學性能增強比較明顯。但是，這種方法通常需要強腐蝕性物質和精確的化學劑量，不環保不經濟且制備過程相當復雜，難以控制。此外，傳統微米尺寸的纖維增強基體區域有限，基體富集區域問題仍然存在。另一方面，納米填料因為具有很大的比表面積，優秀的強?度和很高的長徑比，能夠比微米填料更好減少基體富集區域，從而增強高分子基體。但是，納米填料的具有很高的比表面能，極易團聚。并且納米填料的加入導致高分子基體粘度增大，從而分散不均，設備嚴重堵塞，加工操作困難，很難實現工業化生產。?

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種腈基樹脂復合材料及其制備方法。?

本發明的目的是提供一種腈基樹脂復合材料及其制備方法，其是由腈基樹脂，納米填料和微米填料的預浸料或共混物通過模壓工藝或者熱壓工藝按照一定升溫程序固化壓制而得。這種材料綜合了微米填料和納米填料的性能，所得復合材料不僅加工性強，而且綜合性能性能優異，具有工業化生產應用前景。?

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種具有更好綜合性能的腈基樹脂復合材料。本發明解決的第一個技術問題通過以下技術方案實現：?

腈基樹脂復合材料：由下列重量份數的材料制成：腈基樹脂：25—55份；納米填料：1—10份；微米填料：35—74；分散溶劑：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或預聚物；?

通式：?

其中R=NH₂,OH,COOH，脂肪鏈或芳雜環鏈。?

所述腈基樹脂是含有鄰苯二甲腈片段結構的樹脂。?

所述納米填料是碳納米管、石墨烯、富勒烯、納米石墨、粘土、白炭黑、高嶺土納米材料。?

所述微米填料是碳纖維、玻纖維或芳纖維制成的碎纖維、纖維絲或纖維布。?

所述分散溶劑是1-4二氧六環、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。?

本發明上述材料制備的腈基樹脂復合材料彎曲模量是5—30GPa，彎曲強度是200—800MPa，初始分解溫度大于500℃，800℃下殘炭率大于65%。?

本發明所要解決的第二個技術問題是提供上述腈基樹脂復合材料的制備方法。包括熱壓成型制備方法和模壓成型制備方法。?

熱壓成型制備方法包括以下步驟：?

（1）配成膠體：按上述各組成材料比例將腈基樹脂、納米填料分散在分散溶劑中，加熱攪拌1h，加熱回流攪拌1-4h，配制成膠體；?

（2）預浸料：將微米填料的纖維在上述膠體中充分浸潤后室溫下晾置24h，使得溶劑揮發得到預浸料；?

（3）烘布：將預浸料置于烘箱，在溫度180℃條件下烘3-5min；?

（4）壓延：將烘布完成的材料置于涂有脫模劑的磨具中，在液壓機上壓制成型；壓制工藝如下：200℃下放置數鐘后加5MPa壓力，然后釋放壓力，反復三次，隨后將壓力調至10MPa，反復釋放三次，以排除預浸料夾層中的空氣和溶劑，然后加壓至15MPa，按照以下程序160—200℃/1—4h；220?—260℃/1—6h；280—320℃/1—6h；340—380℃/1—6h的幾段或者全部進行升溫熱壓：然后空冷至室溫得到腈基樹脂復合材料制品。?

模壓成型制備方法包括以下步驟：?

（1）混合：按上述各組成材料比例將腈基樹脂、納米填料、粉料微米填料置于混合裝置中，混合攪拌20min-60min，得到黑黃色的共混物粉末；?