CN107189435A - 双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法 - Google Patents

双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子材料领域，具体地说是一种双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按重量份计，将50～100份双马来酰亚胺树脂、20～100份烯丙基类化合物、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份偶联剂、0.1～10份触变剂，分散均匀后，得到一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序、与纤维复合工序），固化后得到一种耐光照老化性能的复合材料。本发明制备的复合材料具有更好的耐光照老化特性，具有良好的工艺性，可以进行涂膜及复合工艺，来制备预浸料，制备工艺简单、生产成本低。

Description

双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子复合材料领域，具体地说是一种双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法。
背景技术
众所周知，双马来酰亚胺树脂以其优异的耐湿热性、吸湿性低、耐辐射、阻燃性，优异的机械性能等特点，被广泛应用于航空航天、电子、轨道交通灯等领域。诸多优点的同时，也存在诸多不足，固化温度高、脆性大、尺寸稳定性差、硬度低等问题，一般需要改性。常用的改性方法有烯丙基化合物改性、芳香二元胺改性、环氧树脂改性、氰酸酯树脂改性、热塑性树脂改性和添加无机填料改性等。
紫外线吸收剂是一种能够抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑胶原料耐光性的物质,而它们大多数能吸收紫外线。太阳光中的紫外线是对高分子材料产生老化作用的主要原因。紫外线虽然仅占阳光的5%左右，但是能量却很大，其能量足以破坏聚合物的化学键，使其分子链断裂、交联，致使其力学性能发生恶变，同时，它的颜色也发生变化。
抗氧剂的作用是消除自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有的技术不足，提供一种双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，所生产的复合材料热稳定性、韧性、耐湿热性、耐光照老化等综合性能显著提高。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按重量份计，将50～100份双马来酰亚胺树脂、20～100份烯丙基类化合物、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份偶联剂、0.1～10份触变剂，分散均匀后，得到一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序、与纤维复合工序），固化后得到一种耐光照老化性能的复合材料。
所述的双马来酰亚胺树脂为4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺、N,N-间苯撑双马来酰亚胺、4,4，-二苯醚双马来酰亚胺、4,4，-二苯砜双马来酰亚胺中的一种或其任意比例的混合物。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或与抗氧剂168的复配物中的一种。
所述的增韧剂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、丁晴橡胶、聚碳酸酯中的一种或其任意比例的混合物。
所述的紫外线吸收剂为UV-328、UV-327、UV-531、 UV-9、UV-O、UV-P一种或其任意比例的混合物。
所述的偶联剂为KH550、KH560中的一种或其任意比例的混合物。
所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或其任意搭配的混编织物。
所述的触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的一种或几种。
所述的烯丙基类化合物为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚A醚、二烯丙基双酚S中的一种或其任意比例的混合物。
本发明的有益效果是，制备的复合材料具有更好的耐光照老化特性，具有良好的工艺性，可以进行涂膜及复合工艺，来制备预浸料，制备工艺简单、生产成本低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
按下述配方备料，
4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺 80质量份；
二烯丙基双酚A 60质量份；
抗氧剂1010 0.2质量份；
抗氧剂168 0.2质量份；
UV-9 0.4质量份；
聚芳醚酮 6质量份；
KH560 0.5质量份；
气相二氧化硅 1.5质量份。
将80份4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺、60份二烯丙基双酚A 、6份聚芳醚酮，在150℃下搅拌，待熔解分散均匀后，降温到110℃，加入0.2份抗氧剂1010、0.2份抗氧剂168、0.4份UV-9，熔解分散均匀后，降温到80℃，加入0.5份KH560，1.5份气相二氧化硅，待分散均匀后，将混合完的树脂直接倒入涂膜机的胶槽中，进行涂膜工序，然后在复合机上进行复合工序，将树脂与纤维结合，得到预浸料。将预浸料裁剪、铺层，放入热压罐进行升温固化，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，然后冷却，脱模，即得一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂复合材料。同时，将树脂组合物倒入平板模具，放入烘箱，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果：拉伸强度为55MPa，拉伸模量为2.8GPa，弯曲强度为85MPa，弯曲模量为3.1GPa，耐光性等级为4级。
实施例2：
按下述配方备料，
4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺 80质量份；
二烯丙基双酚A 50质量份；
二烯丙基双酚S醚 10质量份；
抗氧剂1076 0.2质量份；
抗氧剂168 0.2质量份；
UV-327 0.4质量份；
聚芳醚砜 6质量份；
KH550 0.5质量份；
气相二氧化硅 1.5质量份。
将80份4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺、50份二烯丙基双酚A、10份二烯丙基双酚S醚、6份聚芳醚砜，在150℃下搅拌，待熔解分散均匀后，降温到110℃，加入0.2份抗氧剂1076、0.2份抗氧剂168、0.4份UV-327，熔解分散均匀后，降温到80℃，加入0.5份KH550、1.5份气相二氧化硅，待分散均匀后，将混合完的树脂直接倒入涂膜机的胶槽中，进行涂膜工序，然后在复合机上进行复合工序，将树脂与纤维结合，得到预浸料。将预浸料裁剪、铺层，放入热压罐进行升温固化，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，然后冷却，脱模，即得一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂复合材料。同时，将树脂组合物倒入平板模具，放入烘箱，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果：拉伸强度为53MPa，拉伸模量为2.9GPa，弯曲强度为83MPa，弯曲模量为3GPa，耐光性等级为4级。
对比例3：
按下述配方备料，
4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺 80质量份；
二烯丙基双酚A 60质量份；
聚芳醚砜 6质量份；
KH550 0.5质量份；
气相二氧化硅 1.5质量份。
将80份4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺、60份二烯丙基双酚A、6份聚芳醚砜，在150℃下搅拌，待熔解分散均匀后，降温到80℃，加入0.5份KH550、1.5份气相二氧化硅，待分散均匀后，将混合完的树脂直接倒入涂膜机的胶槽中，进行涂膜工序，然后在复合机上进行复合工序，将树脂与纤维结合，得到预浸料。将预浸料裁剪、铺层，放入热压罐进行升温固化，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，然后冷却，脱模，即得一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂复合材料。同时，将树脂组合物倒入平板模具，放入烘箱，固化工艺为180℃/1h+210℃/2h+230℃/4h，固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果：拉伸强度为59MPa，拉伸模量为3.4GPa，弯曲强度为95MPa，弯曲模量为3.1GPa，耐光性等级为3.5级。
从实施例1、2与对比例3的对比可以看出，加入抗氧剂及紫外线吸收剂，树脂体系的耐光照老化性能明显提高，但复合材料的力学性能略有下降。
本发明的实施例各原料的选择及使用量，可以在发明内容部分所限定的范围内选用。

Claims (9)

1.一种双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：按重量份计，将50～100份双马来酰亚胺树脂、20～100份烯丙基类化合物、1～30份增韧剂，在50～200℃下搅拌，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份抗氧剂、0.1～20份紫外光吸收剂，熔解分散均匀后，降温到70～150℃，加入0.1～10份偶联剂、0.1～10份触变剂，分散均匀后，得到一种耐光照老化性能的双马来酰亚胺树脂组合物，将树脂组合物进行涂膜工序、与纤维复合工序），固化后得到一种耐光照老化性能的复合材料。
2.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的双马来酰亚胺树脂为4,4，-二苯甲烷双马来酰亚胺、N,N-间苯撑双马来酰亚胺、4,4，-二苯醚双马来酰亚胺、4,4，-二苯砜双马来酰亚胺中的一种或其任意比例的混合物。
3.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、或与抗氧剂168的复配物中的一种。
4.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的增韧剂为聚芳醚酮、聚芳醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、丁晴橡胶、聚碳酸酯中的一种或其任意比例的混合物。
5.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的紫外线吸收剂为UV-328、UV-327、UV-531、 UV-9、UV-O、UV-P一种或其任意比例的混合物。
6.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的偶联剂为KH550、KH560中的一种或其任意比例的混合物。
7.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的纤维为碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或其任意搭配的混编织物。
8.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中的一种或几种。
9.根据权利要求1双马来酰亚胺树脂复合材料的制备方法，其特征在于所述的烯丙基类化合物为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚A醚、二烯丙基双酚S中的一种或其任意比例的混合物。
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