[發(fā)明專利]聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410143992.3
• 申請(qǐng)日: 2014-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN103935092A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭曉偉;黃洪馳;邵亞婷;劉鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川東材科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): B32B27/04
• 分類號(hào): B32B27/04;B32B27/42;B32B37/06;B32B37/10;C08L61/14;C08L29/14;C08L63/02;C08K13/02;C08K3/36;C08G8/28;B29C70/50
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于含有機(jī)高分子化合物的層狀材料及其制備，涉及一種聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明特別適用作在-196℃～130℃環(huán)境下工作，采用聚酯、腰果酚改性酚醛、聚乙烯醇縮丁醛和與環(huán)氧混合物為基體樹脂的液態(tài)罐裝容器、結(jié)構(gòu)件用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)

纖維增強(qiáng)高性能熱塑性聚合物基復(fù)合材料是國(guó)內(nèi)外在適宜低溫環(huán)境下復(fù)合材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。王嶸等人總結(jié)了超低溫復(fù)合材料研究的進(jìn)展情況，在低溫環(huán)境下可以應(yīng)用的樹脂基體主要有熱固性樹脂類的環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、氰酸酯樹脂，熱塑性樹脂類的聚醚酰亞胺，聚醚砜，聚醚醚酮，聚四氟乙烯，聚砜，聚苯硫醚，液晶聚合物。還有人對(duì)熱塑性樹脂雜萘聯(lián)苯聚醚酮和雜萘聯(lián)苯聚醚砜及其復(fù)合材料在低溫下的力學(xué)性能和界面性能開展了研究工作，研究表明在高溫和低溫環(huán)境下，聚芳醚酮和雜萘聯(lián)苯聚醚砜及其復(fù)合材料均具有很好的彎曲性能，耐高低溫環(huán)境性能。FumioSawa等系統(tǒng)研究了低溫下所用環(huán)氧樹脂分子設(shè)計(jì)。在環(huán)氧樹脂配方設(shè)計(jì)中，往往會(huì)碰到脆性過高、易開裂的技術(shù)問題。武松濤等人研究了適用于低溫工程的環(huán)氧樹脂膠粘劑的配方組分和固化條件，測(cè)試了低溫力學(xué)性能并對(duì)增韌機(jī)理進(jìn)行了研究，研究表明聚醚/聚氨酯增韌的環(huán)氧樹脂-胺固化體系中，能形成微相的兩相結(jié)構(gòu)，具有良好的低溫性能已成功應(yīng)用于制備盛裝液氮的杜瓦瓶等。

近些年，高強(qiáng)度輕質(zhì)纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在超低溫環(huán)境中逐漸得到應(yīng)用。低溫液態(tài)罐裝容器結(jié)構(gòu)材料用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是液態(tài)的天然氣、氮?dú)狻錃夂獾炔牧线\(yùn)輸、貯存和使用的關(guān)鍵材料，它優(yōu)于現(xiàn)有的金屬（奧氏體不銹鋼、鋁合金、鎳基合金、鈦合金）材料，采用復(fù)合材料制成的低溫液態(tài)罐裝容器與普通金屬材料的低溫液態(tài)罐裝容器相比，容器重量可減輕20%～40%。

在現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)氧（或酚醛環(huán)氧）玻璃纖維布增強(qiáng)層壓制品還存在低溫下韌性差、易開裂等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料及其制備方法。從而提供一種在-196℃～130℃下工作，采用聚酯、腰果酚改性酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和環(huán)氧等混合樹脂制備的性能良好的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)品及方法。

本發(fā)明的內(nèi)容是：一種聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料，其特征是：該聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料由一層及以上聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧玻璃纖維布預(yù)浸料經(jīng)熱壓或由一層聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧玻璃纖維布預(yù)浸料經(jīng)熱壓卷制固化而制得的聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料；

所述的聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧聚酯玻璃纖維布預(yù)浸料是浸漬有聚酯-酚醛--聚乙烯醇縮丁醛環(huán)氧膠粘劑并預(yù)烘除去部分溶劑的半固化無堿玻璃纖維布，再經(jīng)完全熱固化后，其中（即制得的聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧聚酯玻璃纖維布預(yù)浸料中）：樹脂固化物為36%～44%（質(zhì)量百分比含量，后同）、無堿玻璃纖維布56%～64%；

所述的無堿玻璃纖維布為市售的普通無堿玻璃纖維布；

所述的樹脂固化物的成份組成比為：20質(zhì)量份低分子量聚酯樹脂、60～70質(zhì)量份腰果酚改性酚醛樹脂、8～12質(zhì)量份聚乙烯醇縮丁醛樹脂、55～65質(zhì)量份環(huán)氧樹脂、1～3質(zhì)量份納米二氧化硅、1～2質(zhì)量份六次甲基四胺和0.05～0.3質(zhì)量份促進(jìn)劑；

所述的低分子量聚酯是重均分子量800～1200的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；

所述的聚乙烯醇縮丁醛樹脂是丁醛基含量68%～82%（質(zhì)量百分比含量，后同），羥基含量為17%～20.5%的聚乙烯醇縮丁醛樹脂；

所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型縮水甘油醚環(huán)氧；

所述促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑中的任一種或兩種的混合物。

本發(fā)明的內(nèi)容中：所述的腰果酚改性酚醛樹脂可以自制，制備方法是：反應(yīng)器中加入55質(zhì)量份苯酚、150～180質(zhì)量份腰果酚、100%（折算為質(zhì)量百分比含量100%）甲醛30質(zhì)量份和0.3～1質(zhì)量份草酸，加熱并控制溫度在90℃～120℃之間反應(yīng)3～8h，降溫、靜置、分出水層，洗滌，減壓蒸餾除去游離酚及水分得到。

本發(fā)明的內(nèi)容中：所述制得的聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料可以為板材、管材或棒材。

本發(fā)明的另一內(nèi)容是：一種聚酯-酚醛-聚乙烯醇縮丁醛-環(huán)氧復(fù)合材料的制備方法，其特征是步驟為：