[發明專利]一種用于熱壓罐成型工藝的苯并噁嗪樹脂熱熔預浸料的制備方法

有效

• 申請號: 202010582126.X
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111892728B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 尹先鵬;李麗英;許孔力;李崢;王國勇;趙英民;張昊
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C08J5/24
• 分類號: C08J5/24;C08L61/34;C08L61/14;C08K3/36;C08K7/14
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明提出一種用于熱壓罐成型工藝的苯并噁嗪樹脂熱熔預浸料的制備方法，通過對樹脂預聚及添加適量有機溶劑，解決目前熱熔法制備苯并噁嗪樹脂預浸料溫度較高、工藝性差的問題。該制備方法主要包括：(1)制備苯并噁嗪樹脂膠液，膠液體系由黏度改性苯并噁嗪樹脂，酚醛樹脂，粉末增韌劑和適量溶劑組成；(2)樹脂膠液在適當溫度涂成厚度均勻的膠膜；(3)將纖維置于兩層膠膜中間經熱壓復合制備預浸料。利用該方法方法制備的預浸料，能夠采用熱壓罐成型工藝制備復合材料。本發明中制備的預浸料具有含膠量穩定、揮發份低、室溫粘覆性好等優點，可用于航空航天、電子工業等領域。

技術領域

本發明涉及一種用于熱壓罐成型工藝的苯并噁嗪樹脂熱熔預浸料的制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

苯并噁嗪是一類由酚類化合物、甲醛和伯胺類化合物經縮合反應得到的的苯并六元雜環化合物，其在加熱和催化劑的作用下發生開環聚合反應生成苯并噁嗪樹脂，也被稱為開環聚合酚醛樹脂。苯并噁嗪樹脂在固化過程中無小分子釋放，因此制品孔隙率低，固化過程體積接近零收縮，固化后內應力小。苯并噁嗪樹脂保留了酚醛樹脂優異的耐熱和阻燃性能，耐潮濕性較好，可用于航空航天、軌道交通、電子工業。

苯并噁嗪樹脂在高溫下粘度較低，因此無法采用熱壓罐成型工藝，但是熱壓罐成型工藝對于制備大尺寸復雜異型復合材料構件具有不可替代的優勢，同時，苯并噁嗪樹脂存在固化溫度較高、樹脂成膜性差、室溫粘性低等缺點，因此，這也限制了苯并噁嗪樹脂的應用。

目前苯并噁嗪樹脂多采用溶液法制備預浸料(預浸料是用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續纖維或織物，制成樹脂基體與增強體的組合物，是制造復合材料的中間材料)，溶液法生產存在生產效率低、環境污染嚴重、批次穩定性差等缺點。與溶液法制備相比，熱熔法具有生產效率高、環境污染小、膠含量可控等優點，同時，由于揮發份含量低，所制備的復合材料孔隙率低，內部質量較好。但由于苯并噁嗪樹脂存在樹脂成膜性差、室溫粘性低等缺點，限制了其在熱熔預浸料領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供了一種用于熱壓罐成型工藝的苯并噁嗪樹脂熱熔預浸料的制備方法，并用該預浸料制備復合材料。本發明通過對苯并噁嗪樹脂體系改性解決了苯并噁嗪樹脂高溫下粘度過低及固化溫度較高的問題，通過在樹脂膠液中添加適當溶劑降低了涂膜溫度并有效改善了樹脂成膜性差以及預浸料室溫粘覆性低的問題，得到一種工藝性較好的適用于熱壓罐成型的苯并噁嗪樹脂預浸料。

本發明的技術解決方案：

一種用于熱壓罐成型工藝的苯并噁嗪樹脂熱熔預浸料的制備方法，主要包括以下步驟：

(1)將苯并噁嗪樹脂加熱使其熔融；

(2)向熔融的苯并噁嗪樹脂中加入酚醛樹脂與粉末增韌劑，充分攪拌混合均勻得到混合樹脂；

(3)當混合樹脂溫度降至適當溫度時向其中加入適量有機溶劑，攪拌均勻得到苯并噁嗪樹脂膠液；

(4)將苯并噁嗪樹脂膠液在適當溫度條件下涂成厚度均勻的膠膜；

(5)將纖維置于兩層膠膜中間，進行壓輥熱壓復合，得到預浸料。

進一步地，所述苯并噁嗪樹脂膠液中各組分的質量份數如下：苯并噁嗪樹脂的質量份數為65～90，酚醛樹脂的質量份數為5～20，粉末增韌劑的質量份數為1～5，有機溶劑的質量份數為4～10。

進一步地，本發明中步驟(1)中的苯并噁嗪樹脂包括二元酚型苯并噁嗪或二元胺型苯并噁嗪的至少一種。

二元酚型苯并噁嗪，其化合物結構如下：