[發明專利]一種聚酰亞胺載體膠膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201611105295.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108611002B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 柯紅軍;許亞洪;王國勇
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: B32B27/00
• 分類號: B32B27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種聚酰亞胺載體膠膜及其制備方法，由混合膠液和纖維載體采用溶液法制備而成，所述的混合膠液包括熱固性聚酰亞胺樹脂、熱塑性聚酰亞胺樹脂、熱不穩定齊聚物和高沸點溶劑，所述的纖維載體為短切纖維氈。本發明基于粘結及熱應力緩沖雙功能設計，一方面使膠膜能夠在高固化溫度下實現原位發泡，另一方面膠膜高韌性能夠實現復合材料及金屬結構的良好粘結，提高剝離強度，同時能夠避免電位腐蝕。

技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺載體膠膜及其制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

隨著航空航天技術的飛速發展，導彈及飛行器正朝著高速、遠程和結構功能一體化的方向發展，導彈及飛行器飛行速度可達Ma3～4，部分甚至突破了Ma6，遠程高速造成了嚴重的氣動加熱問題，使得彈體結構面臨著越來越苛刻的工作環境，高溫環境也限制了很多亞聲速常用的彈體結構材料如鋁合金、環氧類復合材料的運用，為進一步適應飛機大載彈量和導彈長射程的多重需求，彈體結構需要進一步的減重。聚酰亞胺是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，其耐熱溫度最高可達600℃以上，長期使用溫度范圍在200～500℃，目前聚酰亞胺復合材料是國際上通用的耐高溫、高承載結構的主體材料。

碳纖維增強聚酰亞胺復合材料廣泛應用于飛行器彈翼、舵面、結構艙段、天線罩等結構中，成型方式主要為模壓成型、纏繞成型、高溫RTM成型等，耐高溫聚酰亞胺復合材料作為主體承載結構一般都需要與其它零部件進行機械連接，目前大多數連接結構為了可靠性及多次拆裝要求多采用金屬結構，即目前采用的結構主要為金屬結構+復合材料蒙皮結構。由于金屬結構和復合材料結構熱膨脹系數不一致及存在一定的電位腐蝕等原因，常規碳纖維增強環氧樹脂結構的處理方法為在金屬結構進行陽極化噴砂處理后，再在金屬結構及復合材料結構之間鋪覆環氧樹脂類結構膠膜層，來防止電位腐蝕及形成緩沖層防止金屬結構與復合材料脫粘。碳纖維增強聚酰亞胺復合材料由于固化溫度較高，大約為400℃，在固化及冷卻過程中導致金屬結構及復合材料結構熱膨脹系數不一致在冷卻過程中很容易發生脫粘，同時聚酰亞胺復合材料固化及使用溫度較高，溫度越高，兩種材料熱膨脹的差異越大，傳統的環氧及雙馬樹脂膠膜已不再適用高溫體系，在聚酰亞胺固化溫度，膠膜已經炭化分解，所以急需開發適用于碳纖維增強聚酰亞胺復合材料與金屬結構的界面層，來解決高溫固化樹脂基復合材料與金屬結構的界面匹配及粘結難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種能有效改善高溫下(200℃以上)聚酰亞胺基復合材料與金屬結構界面匹配及粘接性能的聚酰亞胺載體膠膜及其制備方法。

本發明的技術解決方案：一種聚酰亞胺載體膠膜，由混合膠液采用溶液法制備而成，所述的混合膠液包括熱固性聚酰亞胺樹脂、熱塑性聚酰亞胺樹脂、熱不穩定齊聚物和高沸點溶劑，所述的纖維載體為短切纖維氈；

所述的熱不穩定齊聚物為在達到熱分解溫度時能分解放出氣體或小分子的聚合體，熱分解溫度高于高沸點溶劑的沸點，且低于熱固性聚酰亞胺樹脂的固化溫度，其添加量為熱固性聚酰亞胺樹脂質量的0.5％～3％；

所述的高沸點溶劑為沸點不低于100℃的有機溶劑；所述的熱塑性聚酰亞胺樹脂添加量為熱固性聚酰亞胺樹脂質量的5％～20％。

本發明的熱固性聚酰亞胺樹脂為載體膠膜的基礎組分，優選固化溫度至少比熱不穩定齊聚物熱分解溫度高40℃以上。本發明對熱固性聚酰亞胺樹脂的種類沒有特殊限制，只要耐熱性滿足使用，其固化溫度符合上述要求即可，如采用乙炔封端、烯丙基降冰片烯封端或苯乙炔封端聚酰亞胺樹脂等中的一種或幾種。