[發明專利]一種玻纖增強聚酰亞胺復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010858538.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112126228A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉永亮;黃活陽;馬彥;孟思益;肖勇明;黎敏;羅熙雯
• 申請（專利權）人: 長沙新材料產業研究院有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K9/06;C08K7/14;C08J5/08
• 代理公司: 武漢智匯為專利代理事務所(普通合伙) 42235
• 代理人: 李恭渝

本發明提供一種玻纖增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1、常溫下將硅烷偶聯劑加入有機溶劑中，然后加入玻纖粉攪拌一定時間，加入酸調節pH值為5.5?6.5；S2、加入聚酰亞胺樹脂粉末，繼續攪拌均勻，過濾、干燥得復合材料粉末。所述復合材料進一步制得的復合材料板材，所述復合材料板材進行摩擦系數測試和力學性能測試，測試摩擦系數≤0.2，拉伸強度≥100MPa，彎曲強度≥160MPa，沖擊強度≥200kJ/m²。通過合適的原料選擇和工藝方法，實現了改善聚酰亞胺與玻璃纖維混合均勻性的同時，縮短了現有技術中分步處理中各種原料分開處理、干燥、再混合的流程，降低成本的同時提高了生產效率，適合大規模工業化應用。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，涉及一種玻纖增強聚酰亞胺復合材料及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺是含有芳香環和酰亞胺環重復單元結構的一類高性能聚合物，具有較好的力學性能和熱穩定性。經過幾十年的發展，聚酰亞胺已經發展成一類種類齊全、制品繁多的高性能材料，一直是各國研究和開發的重點。特別是其以優異的耐熱氧化穩定性能、高溫下突出的力學性能、耐輻射性能以及很好的化學物理穩定性等，在航空航天、武器裝備、汽車以及電子電器等諸多領域得到了廣泛的應用。

雖然純的聚酰亞胺樹脂本身具有優異的性能，且制備方法成熟，例如申請號為201711201259.2的中國發明專利公開了《一種聚酰亞胺樹脂的制備方法》,但在實際使用環境中，往往需要添加特定的助劑至聚酰亞胺樹脂材料中制備成復合材料，來滿足不同的用途。

現有技術中，玻璃纖維增強聚酰亞胺材料已被應用于改善聚酰亞胺的耐磨性能，申請號為201410747053.X的中國發明專利申請公開了一種玻璃纖維增強聚酰亞胺材料，采用濃硝酸對玻纖粉進行表面處理，加入偶聯劑預處理玻璃纖維，之后直接將玻璃纖維與聚酰亞胺混合，在開煉機中開練，并模壓制備得到成品。該方法采用玻璃纖維與聚酰亞胺機械共混的方式，制備得到的產品仍然存在不均一的問題。

“偶聯劑處理玻璃纖維改性聚酰亞胺摩擦磨損性能研究”(材料工程，2009年第2期，宋艷江等)公開了一種偶聯劑改性玻璃纖維增強的聚酰亞胺材料，同樣公開了一種改善聚酰亞胺材料耐磨性能的技術方案，采用的方法是將:將聚酰亞胺粉料和不同粒徑玻璃纖維(50，100，300目)按10％，20％，30％，50％的質量比例機械混合均勻，熱模壓成型，模壓溫度340℃、壓力12MPa，保溫保壓1h，降溫至100℃脫模即得到復合材料模壓件。

以上的研究均采用聚酰亞胺粉末和玻璃纖維粉在進行簡單的機械共混，實際使用過程中發現，簡單的機械共混制備得到的產品質量穩定性差，往往存在不均一的問題。

發明內容

本發明提供一種玻纖增強聚酰亞胺復合材料及其制備方法，通過在有機溶劑中進行玻纖粉和聚酰亞胺樹脂粉末的混合改性，使混合更均勻，聚酰亞胺復合材料的均一性更好，進而可獲得更好綜合性能的改性效果。

為實現上述目的，本發明提供一種玻纖增強聚酰亞胺復合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、常溫下將硅烷偶聯劑加入有機溶劑中，然后加入玻纖粉攪拌一定時間，加入酸調節pH值為5.5-6.5；

S2、加入聚酰亞胺樹脂粉末，繼續攪拌均勻，過濾、干燥得復合材料粉末。

進一步地，步驟S1中，

所述硅烷偶聯劑包括但不限于以下化合物:KH550、KH560、KH570中的一種或多種；

所述有機溶劑包括但不限于以下化合物:乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚中的一種或多種；

進一步地，步驟S1中，

所述硅烷偶聯劑的質量為玻纖粉和聚酰亞胺樹脂粉末質量之和的0.5-1％。