[發(fā)明專利]一種高韌性雙馬來酰亞胺樹脂材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611099082.5
• 申請日: 2016-12-04
• 公開（公告）號: CN106585047B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁莉;張權(quán);顧嬡娟;梁國正
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: B32B37/06
• 分類號: B32B37/06;B32B27/28;B32B27/18;B32B27/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒;孫周強(qiáng)

本發(fā)明涉及一種高韌性雙馬來酰亞胺樹脂體系及其制備方法，以雙馬來酰亞胺、烯丙基化合物及熱塑性聚苯并咪唑（PBI）為原料，通過制備PBI膜，將其與雙馬來酰亞胺/烯丙基化合物樹脂體系預(yù)聚體薄板交叉鋪層，經(jīng)熱固化處理得到一種含PBI膜的雙馬來酰亞胺/烯丙基化合物樹脂體系材料。本發(fā)明制備的材料在插入少量PBI膜可獲得突出的抗沖擊性能，且其熱性能及其它力學(xué)性能均高于或不低于未插入PBI膜的雙馬來酰亞胺/烯丙基化合物樹脂體系；該材料體系在航空、航天等高性能復(fù)合材料領(lǐng)域具有明顯的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高性能樹脂基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種高韌性雙馬來酰亞胺樹脂材料及其制備方法。

技術(shù)背景

雙馬來酰亞胺（BMI）樹脂是以馬來酰亞胺為活性端基的雙官能團(tuán)化合物，其固化物具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱性能及低的介電性能等，使得BMI可以廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。但是BMI樹脂固化后具有高的交聯(lián)密度，使得BMI材料具有脆性大、耐沖擊性能差的缺點(diǎn)，這使得BMI樹脂基體易產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響B(tài)MI 樹脂在高性能復(fù)合材料中的應(yīng)用。

采用烯丙基化合物改性BMI是目前BMI樹脂增韌改性中最成功的方法之一，所得到的烯丙基化合物改性BMI體系具有穩(wěn)定、易溶、韌性好、電性能及力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)，目前該改性體系在高性能復(fù)合材料中備受關(guān)注。但是隨著其復(fù)合材料使用環(huán)境的惡劣，對其性能提出了更高的要求。烯丙基化合物改性BMI體系的抗沖擊性能已經(jīng)不能滿足使用要求，需進(jìn)一步對其改性。研究表明，采用高性能熱塑性樹脂改性熱固性樹脂基體，通過其在熱固性樹脂體系反應(yīng)過程中發(fā)生相分離，形成海島相結(jié)構(gòu)存在熱固性基體或與熱固性基體形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以明顯改善BMI熱固性樹脂體系的抗沖擊性能。但是由于熱塑性樹脂添加含量較高（高于5wt%），樹脂體系粘度明顯增加，這就使得樹脂體系的處理工藝變差。因此如何采用有效方法，在大幅度提高BMI/烯丙基化合物樹脂體系抗沖擊性的同時(shí)，又可避免增加樹脂體系粘度，對于促進(jìn)BMI樹脂體系在高性能復(fù)合材料中的應(yīng)用具有積極意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高韌性BMI樹脂體系及其制備方法，避免樹脂體系粘度明顯變化造成BMI樹脂體系成型工藝變差的問題，同時(shí)有效提高樹脂體系的韌性。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高韌性雙馬來酰亞胺樹脂材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將PBI溶于極性溶劑，得到PBI溶液；然后制備成PBI膜；

（2）將雙馬來酰亞胺樹脂與烯丙基化合物混合，加熱得到預(yù)聚體；然后制備預(yù)聚體平板；

（3）將步驟（1）的PBI膜與步驟（2）的預(yù)聚體平板交叉鋪疊得到堆疊體；然后堆疊體經(jīng)真空熱固化得到高韌性雙馬來酰亞胺樹脂材料；

按質(zhì)量比，雙馬來酰亞胺∶烯丙基化合物∶PBI為100∶（65-100）∶（1.05-2.7）。本發(fā)明成功解決了現(xiàn)有技術(shù)需要較大量增韌材料的問題，僅添加少量PBI膜即可有效增韌BMI體系，大幅改善力學(xué)性能，具體可以參見本發(fā)明實(shí)施例。

上述技術(shù)方案中，步驟（1）中，將PBI溶液澆入水平平板模具中，加熱去除溶劑，制備PBI膜；優(yōu)選的，加熱去除溶劑的方式為60℃加熱3h，然后100℃加熱1h；制備的PBI膜表面均勻，氣孔等缺陷很少，為增韌效果的發(fā)揮提供良好基礎(chǔ)。

上述技術(shù)方案中，步驟（2）中，攪拌條件下，將雙馬來酰亞胺與烯丙基化合物的混合物加熱至透明溶液，繼續(xù)攪拌40min，得到預(yù)聚體；然后將預(yù)聚體澆入平板模具中，130～160℃下抽真空約30min，然后自然冷卻至室溫，制備預(yù)聚體平板，氣泡等缺陷在本發(fā)明工藝下被較好解決，特別是預(yù)聚體反應(yīng)均勻，有利于后續(xù)真空熱固化的均勻性、穩(wěn)定性。