[發明專利]一種抗氧化聚酰亞胺預浸料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010059265.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111154260B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 柯紅軍;王國勇;郝自清;汪東;張昊;辛穎
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L79/04;C08K3/38;C08K7/06;C08K3/22;C08K3/34;C08J5/24
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 陳艷

本發明提出一種抗氧化聚酰亞胺預浸料及其制備方法，屬于復合材料技術領域，該預浸料包括抗氧化聚酰亞胺樹脂體系和增強纖維，其中抗氧化聚酰亞胺樹脂體系的重量含量為35％～60％，該抗氧化聚酰亞胺樹脂體系的組成按重量份數計，包括聚酰亞胺樹脂前驅體10～40份，聚酰亞胺樹脂低聚物50～100份，納米陶瓷粉體2～10份，以及有機溶劑100～200份。本發明能夠得到一種鋪覆工藝性好、存放周期長、耐高溫及高抗氧化的聚酰亞胺預浸料，降低復合材料制備的孔隙率。

技術領域

本發明涉及一種抗氧化聚酰亞胺預浸料及其制備方法，具體涉及一種耐高溫、抗氧化及具有良好工藝性的聚酰亞胺預浸料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

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。目前制備聚酰亞胺預浸料有兩種方法，一種采用聚酰亞胺樹脂PMR法合成過程中聚酰亞胺酸中間體進行預浸料制備，制備的預浸料具有一定的粘性及存放時間，但是該種方法在復合材料過程中固化工藝控制難度較大，在反應過程中需要經過溶劑揮發、酰胺化、亞胺化、交聯固化等多個階段，整個工藝過程比較復雜，需要控制的工藝參數較多，易發生纖維屈曲及鼓包等缺陷，同時PMR法制備的復合材料玻璃化轉變溫度一般在400℃以下。另一種方法為在樹脂合成過程中將聚酰亞胺樹脂在反應釜中亞胺化，形成異構聚酰亞胺低聚物，然后在有機溶劑中按一定濃度進行溶解，制備成預浸料，該方法制備的預浸料在空氣中易吸濕導致溶質析出，預浸料的工藝性。

預浸料作為復合材料成型過程中的中間體，在鋪覆過程中的粘性及工藝性對復合材料的制備起著關鍵作用，實現預浸料的鋪覆性需要使其黏性在一個合理的范圍之內，粘性太弱或室溫下溶質析出會使預浸料鋪覆過程中產生滑移，產品的形態得不到精確控制，黏性太強在鋪覆過程中容易產生自粘，難以進行錯位調整。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種工藝穩定、簡單及高抗氧化聚酰亞胺預浸料及其制備方法，該預浸料鋪覆工藝性好、存放周期長、耐高溫及高抗氧化性，可降低復合材料制備的孔隙率。

本發明采用的技術解決方案如下：

一種抗氧化聚酰亞胺預浸料，包括抗氧化聚酰亞胺樹脂體系和增強纖維，其中抗氧化聚酰亞胺樹脂體系的重量含量為35％～60％，該抗氧化聚酰亞胺樹脂體系的組成按重量份數計，包括聚酰亞胺樹脂前驅體10～40份，聚酰亞胺樹脂低聚物50～100份，納米陶瓷粉體2～10份，以及有機溶劑100～200份。

一種抗氧化聚酰亞胺預浸料的制備方法，包括如下步驟：

第一步：制備聚酰亞胺樹脂體系的混合溶液

按重量份數，將聚酰亞胺樹脂前驅體10～40份，聚酰亞胺樹脂低聚物50～100份，納米陶瓷粉體2～10份，以及有機溶劑100～200份進行配比混合，溶解形成均勻的聚酰亞胺混合溶液體系；

第二步：制備纖維增強預浸料

將聚酰亞胺混合溶液與增強纖維混合，混合后總樹脂的重量占比為35％～60％，制備抗氧化聚酰亞胺預浸料。

優選地，聚酰亞胺前驅體為熱固性PMR型聚酰亞胺樹脂。

優選地，PMR型聚酰亞胺樹脂的預聚物可由芳族四羧酸二甲酯、甲基四氫化鄰苯二甲酸單烷基酯等酯類化合物與芳族多元胺反應得到，溶于低級醇。

優選地，PMR型聚酰亞胺樹脂可以為NA封端聚酰亞胺樹脂、NA封端含氟聚酰亞胺樹脂、苯炔基封端的聚酰亞胺樹脂等的一種或幾種。

優選地，PMR型聚酰亞胺樹脂具體可為PMR-15、PMR-Ⅱ-50、PETI-5、LARC-160、LARC-13等的一種或幾種。