CN107955372A - 双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法 - Google Patents

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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氰酸酯树脂复合材料的制备方法。包括下述步骤:按重量计,将40~100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40~200℃下搅拌,熔解分散均匀后,降温到60~150℃,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60~150℃,加入1~50份氰酸酯树脂、0.1~10份偶联剂、0.1~10份触变剂,分散均匀后,得到树脂组合物,将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序,固化后得到双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料。

Description

双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法
技术领域
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氰酸酯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。
氰酸酯树脂具有良好的力学性能,介电性能,耐热性能等,它与酚醛树脂,环氧树脂,双马来酰亚胺树脂共同构成四大高性能树脂基体材料。因其突出的介电性能,介电常数(2.8-3.2),介电损耗(0.002-0.008),可以用于结构材料、透波材料、介电功能材料等,应用于航空航天、电子信息等领域。但是,目前氰酸酯树脂存在工艺性差、韧性差、适用期及储存期短、硬度差、耐磨性差等不足。尤其是长期在阳光下曝晒,加速树脂的老化。
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现有的技术不足,提供一种双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法, 热稳定性、介电性能、耐湿热性、耐磨性、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氰酸酯树脂复合材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
按重量计,将40~100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40~200℃下搅拌,熔解分散均匀后,降温到60~150℃,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60~150℃,加入1~50份氰酸酯树脂、0.1~10份偶联剂、0.1~10份触变剂,分散均匀后,得到树脂组合物,将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序,固化后得到双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料。
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。
所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯树脂、双酚M型氰酸酯树脂、双环戊二烯型氰酸酯树脂中的一种或其任意比例的混合物。
本发明的有益效果是,添加紫外线吸收剂和抗氧剂到双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂体系中,使得制备的复合材料具有更好的耐光照老化特性。添加增韧剂到双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂体系中,改善了树脂的脆性,使得制备的复合材料具有一定的韧性。制备的双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂体系,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。制备的双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂体系,制备工艺简单、生产成本低、综合性能优异。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述:
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;
双酚A型氰酸酯 20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20份双酚A型氰酸酯、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℃/5h,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℃/5h,固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果:拉伸强度为65MPa,拉伸模量为3.3GPa,弯曲强度为100MPa,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;
双酚A型氰酸酯 20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1010、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20份双酚A型氰酸酯、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℃/5h,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℃/5h,固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果:拉伸强度为68MPa,拉伸模量为3.4GPa,弯曲强度为110MPa,弯曲模量为3.1GPa,耐光性等级为4级。
对比例:
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;
双酚A型氰酸酯 20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20份双酚A型氰酸酯、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℃/5h,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℃/5h,固化纯树脂样板进行性能测试。
测试结果:拉伸强度为73MPa,拉伸模量为3.2GPa,弯曲强度为121MPa,弯曲模量为3.3GPa,耐光性等级为3.5级。
从实施例1、2与对比例的对比可以看出,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。

Claims (10)

1.一种双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
按重量计,将40~100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40~200℃下搅拌,熔解分散均匀后,降温到60~150℃,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60~150℃,加入1~50份氰酸酯树脂、0.1~10份偶联剂、0.1~10份触变剂,分散均匀后,得到树脂组合物,将树脂组合物进行涂膜工序与纤维复合工序,固化后得到双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料。
2.根据权利要求1所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯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。
10.根据权利要求1所述双马来酰亚胺树脂氰酸酯树脂复合材料的制备方法,其特征在于所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、双酚F型氰酸酯树脂、双酚M型氰酸酯树脂、双环戊二烯型氰酸酯树脂中的一种或其任意比例的混合物。
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