[發明專利]一種制備表面疏水聚酰亞胺復合材料的方法

有效

• 申請號: 202110597101.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113278185B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 倪洪江;戴霄翔;邢宇;張代軍;李軍;陳祥寶
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08J7/00;C08L79/08;C08K7/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明是一種制備表面疏水聚酰亞胺樹脂基復合材料的方法，該方法在亞胺化后的聚酰亞胺預浸料預制坯體表面鋪貼聚四氟乙烯纖維布，聚酰亞胺復合材料完成升溫固化的同時，聚四氟乙烯纖維布表面聚四氟乙烯向復合材料表面轉移，形成疏水性表面，制備方法簡單、高效。聚四氟乙烯向復合材料表面的轉移是通過匹配聚酰亞胺預浸料樹脂基體的粘度/固化特性與聚四氟乙烯的熔點實現的；同時，可利用聚四氟乙烯纖維布的透氣性實現聚酰亞胺預浸料升溫過程中揮發份的排除，提升復合材料成型品質。本發明可用于制備表面疏水/耐高溫聚酰亞胺復合材料，可為航空發動機和飛行器等先進裝備防(水)冰/耐高溫部件輕量化提供材料方案。

技術領域

本發明是一種制備表面疏水聚酰亞胺復合材料的方法，屬于復合材料領域。

背景技術

聚酰亞胺復合材料是以聚酰亞胺樹脂為基體、以碳纖維等纖維為增強體的樹脂基復合材料，其耐熱性優異，是航空航天等高技術領域的理想耐高溫材料。水性環境是聚酰亞胺復合材料應用過程中的常見工況，水在復合材料表面的附著對復合材料性能產生不利影響，包括：(1)水會減弱復合材料纖維/樹脂界面，影響復合材料界面性能；(2)水會對樹脂基體分子鏈產生增塑效果，影響樹脂基體耐熱性能；(3)水在低溫下結冰對裝備帶來增重。為了降低水性環境對聚酰亞胺復合材料性能的不利影響，有必要提高復合材料的表面疏水性。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的問題而設計提供了一種制備表面疏水聚酰亞胺復合材料的方法，其目的是獲得表面疏水/耐高溫一體化樹脂基復合材料。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種制備表面疏水聚酰亞胺樹脂基復合材料的方法的步驟如下：

步驟一、將聚酰亞胺預浸料鋪貼成預制坯體，升溫熱處理，得到亞胺化坯體；

所述聚酰亞胺預浸料的樹脂基體為熱固性聚酰亞胺樹脂基體，所述熱固性聚酰亞胺樹脂在330℃～400℃之間的粘度不高于1500Pa·s；

步驟二、將聚四氟乙烯纖維布鋪貼于步驟一得到的亞胺化坯體表面，采用熱壓工藝固化成型，得到固化復合材料；

所述聚四氟乙烯纖維布中，纖維選自玻璃纖維、碳纖維或聚酰亞胺纖維中的一種或多種，纖維布的面密度為30g/m²～400g/m²，纖維布中的纖維質量含量為20％～90％；

所述熱壓工藝的成型壓力不低于0.1MPa，保壓溫度區間包含熱固性聚酰亞胺樹脂粘度不高于1500Pa·s的溫度點；

步驟三、降溫后除去步驟二得到的固化復合材料表面的聚四氟乙烯纖維布，得到表面疏水的聚酰亞胺樹脂基復合材料。

在實施中，所述聚酰亞胺預浸料的纖維增強體為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維和聚酰亞胺纖維中的一種或幾種的混合物；

在實施中，步驟一中所述熱固性聚酰亞胺樹脂在330℃～360℃之間的最低粘度不高于350Pa·s。

在實施中，步驟一中所述熱固性聚酰亞胺封端劑選自4-苯乙炔苯酐、4-苯乙炔苯胺或降冰片烯二酸酐。

在實施中，步驟二中所述聚四氟乙烯纖維布的面密度為50g/m²～200g/m²，纖維布中的纖維質量含量為35％～75％。

在實施中，步驟二中所述熱壓工藝的最高固化溫度為360℃～380℃。

在實施中，步驟二中所述熱壓工藝的成型壓力為0.5MPa～3MPa。

在實施中，步驟二中所述熱壓工藝為模壓成型工藝或熱壓罐成型工藝。