【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于熱熔法預浸料及高分子復合材料，涉及一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料、復合材料及制備方法。
技術介紹
1、隨著航空航天領域的飛速發展，先進飛行器對復合材料產品的性能要求越來越高，工程化的環氧樹脂已很難滿足耐溫要求，聚酰亞胺樹脂雖具有優異的耐熱性能，但苛刻的工藝條件限制了它的推廣應用，而介于環氧樹脂與聚酰亞胺樹脂之間的雙馬來酰亞胺樹脂(雙馬樹脂)，既有接近聚酰亞胺的耐熱性，又基本保留了環氧樹脂的成型工藝性，因而受到了廣泛的青睞。
2、雖然雙馬來酰亞胺樹脂具有良好的力學性能和耐熱性能，使用溫度一般在177～230℃，玻璃化轉變溫度(tg)一般大于250℃，但未改性的雙馬來酰亞胺樹脂存在溶解性差、固化物的脆性大等缺點，其中韌性差是雙馬來酰亞胺樹脂應用和發展的瓶頸，使得利用雙馬來酰亞胺樹脂制備的復合材料無法同時擁有耐熱性和韌性。
技術實現思路
1、本專利技術為了解決現有熱熔法雙馬來酰亞胺樹脂預浸料制備的復合材料無法同時滿足耐熱性和韌性的問題，提供了一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料、復合材料及制備方法。
2、本專利技術的目的通過以下技術方案實現：
3、本專利技術的目的之一在于提供一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料的制備方法，包括：
4、步驟一、制備雙馬來酰亞胺樹脂膠：
5、將二烯丙基化合物和聚酰亞胺樹脂稱量、攪拌、研磨，加入到反應釜中，設定反應釜的溫度、升溫速率、攪拌速度和分
6、步驟二、制備雙馬來酰亞胺樹脂預浸料：
7、將步驟一中得到的雙馬來酰亞胺樹脂膠加工成樹脂膠膜，再將纖維通過熱熔法浸入到樹脂膠膜中，得到雙馬來酰亞胺樹脂預浸料。
8、進一步限定，步驟一中稱量后的攪拌過程攪拌溫度為50～80℃。
9、進一步限定，步驟一中研磨過程是通過三輥研磨機充分研磨混勻。
10、進一步限定，步驟一中初次設定時反應釜溫度為80～100℃、升溫速率為1～3℃/min、攪拌速度為30～50r/min、分散速度為600～700r/min。
11、進一步限定，步驟一中再次調節時反應釜攪拌速度為50～70r/min、分散速度為800～1000r/min、溫度為120～140℃。
12、進一步限定，步驟一中反應時間為30～60min。
13、進一步限定，步驟一中冷卻降溫的溫度為降溫至80～100℃。
14、進一步限定，步驟一中二烯丙基化合物為二烯丙基雙酚a、二烯丙基雙酚s、雙酚a雙烯丙基醚中的一種或幾種。
15、進一步限定，步驟一中雙馬來酰亞胺樹脂為4，4雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、4，4雙馬來酰亞胺基二苯砜、4，4?雙馬來酰亞胺基二苯醚、n，n’-間苯撐雙馬來酰亞胺中的一種或幾種。
16、進一步限定，步驟一中聚酰亞胺樹脂為熱塑性聚酰亞胺微粉。
17、更進一步限定，熱塑性聚酰亞胺微粉包括以下特征結構中的至少一種：
18、
19、進一步限定，步驟一中二烯丙基化合物與聚酰亞胺樹脂質量比為(1～5)：1。
20、進一步限定，步驟一中二烯丙基化合物和聚酰亞胺樹脂二者質量之和與雙馬來酰亞胺樹脂質量比為(1～2)：1。
21、進一步限定，步驟二中纖維為t300碳纖維、t700碳纖維、t800碳纖維、t1000碳纖維、m40碳纖維、m55碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維。
22、進一步限定，步驟二中雙馬來酰亞胺樹脂膠加工成樹脂膠膜的方法為：將雙馬來酰亞胺樹脂膠置于70～80℃的熔膠架上加熱熔融，設定涂膜機熱輥溫度為80～90℃，冷卻板溫度為5～15℃，涂膜速度為10～15m/min，調節熱輥的間隙，使樹脂膠膜面密度為25～50g/m2。
23、進一步限定，步驟二中將纖維通過熱熔法浸入到樹脂膠膜這一過程的參數為：纖維面密度為100～200g/m2，熱熔預浸機熱輥溫度為75～85℃，浸漬壓力為0.3～0.7mpa，冷卻板溫度為5～15℃，預浸料出料速度為2～5m/min。
24、本專利技術的目的之二在于提供一種利用上述方法制備得到的雙馬來酰亞胺樹脂預浸料。
25、進一步限定，該雙馬來酰亞胺樹脂預浸料面密度為150～300g/m2，樹脂含量為30～35％，在180℃條件下凝膠時間為20～30min，揮發物含量小于1％。
26、本專利技術的目的之三在于提供一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料，該復合材料是利用上述雙馬來酰亞胺樹脂預浸料制備得到的。
27、進一步限定，該雙馬來酰亞胺樹脂復合材料纖維體積含量為57～63％，玻璃化轉變溫度為300～320℃，單向板90°拉伸強度為45～60mpa，層間剪切強度為95～105mpa。
28、本專利技術的目的之四在于提供一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料的制備方法，該方法將上述雙馬來酰亞胺樹脂預浸料剪裁、鋪放和固化，得到耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料。
29、進一步限定，固化條件為(125～135℃)/(2～3h)+(175～185℃)/(3～4h)+(225～235℃)/(2～3h)+(275～285℃)/(2～3h)，升溫速率為1～3℃/min。
30、本專利技術的有益效果如下：
31、本專利技術采用二烯丙基化合物和聚酰亞胺兩種增韌改性劑對雙馬來酰亞胺樹脂進行改性，利用改性的雙馬來酰亞胺樹脂與纖維制成預浸料，將預浸料剪裁、鋪放和固化，制備了一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料，雙馬來酰亞胺樹脂預浸料工藝性好、揮發份含量低，儲存期長，雙馬來酰亞胺樹脂復合材料耐熱性及韌性優異，在航空航天領域具有廣泛的應用前景。
32、本專利技術與現有技術相比，還有以下優點：
33、(1)本專利技術采用研磨機將液態的二烯丙基化合物和固體粉末狀的聚酰亞胺樹脂進行混合研磨，因二烯丙基化合物的用量大于聚酰亞胺樹脂用量，在研磨機高剪切力的作用下，粉末狀的聚酰亞胺樹脂會均勻分散在二烯丙基化合物中，被二烯丙基化合物所包裹，形成微球結構，將二者加入到反應釜中，隨著反應釜溫度的升高，微球外部的二烯丙基化合物將與加入的雙馬來酰亞胺樹脂進行雙烯加成反應，改變了雙馬來酰亞胺樹脂的分子鏈及聚集態結構，形成了宏觀上均勻而微觀上兩相的結構，這種結構可引發銀紋及剪切帶，使材料發生較大變形，由于銀紋和剪切帶的協同效應以及微球內部聚酰亞胺樹脂對裂紋的阻礙作用，可有效阻止裂紋的進一步發展，使雙馬來酰亞胺樹脂復合材料在破壞前消耗更多的能量，提高復合材料的韌性，且本專利技術所用聚酰亞胺樹脂為熱塑性的聚酰亞胺，其具有優異的耐熱性能，使得雙馬來酰亞胺樹脂復合材料能夠同時達到高耐熱與高韌性的效果。
34、(2)本專利技術的雙馬來酰本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中二烯丙基化合物為二烯丙基雙酚A、二烯丙基雙酚S、雙酚A雙烯丙基醚中的一種或幾種；雙馬來酰亞胺樹脂為4，4-雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、4，4-雙馬來酰亞胺基二苯砜、4，4-雙馬來酰亞胺基二苯醚、N，N’-間苯撐雙馬來酰亞胺中的一種或幾種；聚酰亞胺樹脂為熱塑性聚酰亞胺微粉。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中二烯丙基化合物與聚酰亞胺樹脂質量比為(1～5)：1；二烯丙基化合物和聚酰亞胺樹脂二者質量之和與雙馬來酰亞胺樹脂質量比為(1～2)：1。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟二中雙馬來酰亞胺樹脂膠加工成樹脂膠膜的方法為：將雙馬來酰亞胺樹脂膠置于70～80℃的熔膠架上加熱熔融，設定涂膜機熱輥溫度為80～90℃，冷卻板溫度為5～15℃，涂膜速度為10～15m/min，調節熱輥的間隙，使樹脂膠膜面密度為25～50g/m2；將纖維通過熱熔法浸入到樹脂膠膜這一過程的參數為：纖維面密度為10
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，熱塑性聚酰亞胺微粉包括以下特征結構中的至少一種：
6.一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料，其特征在于，由權利要求1～5任一項所述的方法制備得到。
7.根據權利要求6所述的預浸料，其特征在于，該預浸料面密度為150～300g/m2，樹脂含量為30～35％，在180℃條件下凝膠時間為20～30min，揮發物含量小于1％。
8.一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料，其特征在于，該復合材料是利用權利要求6～7任一項所述的預浸料制備得到的。
9.根據權利要求8所述的雙馬來酰亞胺樹脂復合材料，其特征在于，該復合材料纖維體積含量為57～63％，玻璃化轉變溫度為300～320℃，單向板90°拉伸強度為45～60MPa，層間剪切強度為95～105MPa。
10.一種權利要求8～9任一項所述的雙馬來酰亞胺樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，該方法將預浸料剪裁、鋪放和固化，得到耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料。
...【技術特征摘要】
1.一種耐高溫高韌性雙馬來酰亞胺樹脂復合材料用預浸料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中二烯丙基化合物為二烯丙基雙酚a、二烯丙基雙酚s、雙酚a雙烯丙基醚中的一種或幾種；雙馬來酰亞胺樹脂為4，4-雙馬來酰亞胺基二苯甲烷、4，4-雙馬來酰亞胺基二苯砜、4，4-雙馬來酰亞胺基二苯醚、n，n’-間苯撐雙馬來酰亞胺中的一種或幾種；聚酰亞胺樹脂為熱塑性聚酰亞胺微粉。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟一中二烯丙基化合物與聚酰亞胺樹脂質量比為(1～5)：1；二烯丙基化合物和聚酰亞胺樹脂二者質量之和與雙馬來酰亞胺樹脂質量比為(1～2)：1。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟二中雙馬來酰亞胺樹脂膠加工成樹脂膠膜的方法為：將雙馬來酰亞胺樹脂膠置于70～80℃的熔膠架上加熱熔融，設定涂膜機熱輥溫度為80～90℃，冷卻板溫度為5～15℃，涂膜速度為10～15m/min，調節熱輥的間隙，使樹脂膠膜面密度為25～50g/m2；將纖維通過熱熔法浸入到樹脂膠膜這一過程的參數為：纖維面密度為100～200g/m2，熱熔預浸機熱輥溫度為75...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李金亮，吳偉萍，高小茹，李庚，于柏峰，李軍，高赫，彭德功，殷悅，李金儒，
申請(專利權)人：哈爾濱玻璃鋼研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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