CN110818933B - 一种耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料及其制备方法 - Google Patents
一种耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料及其制备方法,属于预浸料技术领域。解决了现有酚醛型氰酸酯树脂室温下为低粘度液体,导致固化物孔隙率较高,无法使用热熔法制备预浸料,树脂含量难以精确控制等技术问题。本发明的制备方法,先采用线性酚醛树脂、溴化氰和复配催化剂制备酚醛型氰酸酯树脂低聚体,然后对低聚体进行改性和预聚,得到预聚体,再用预聚体制备单层胶膜,最后将单向纤维或纤维布引入两层单层胶膜中间,采用热熔法制备耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料。该预浸料铺覆性良好,耐烧蚀性能优良,室温适用期>15天,挥发分<1%,100℃凝胶时间>2h,固化度高,固化后基体树脂热分解温度高、残碳率高,复合材料孔隙率低、力学性能及韧性优异。
Description
技术领域
本发明属于预浸料技术领域,具体涉及一种耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料及其制备方法。
背景技术
酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。因选用催化剂的不同,可分为热固性和热塑性两类。酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能,因此广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。但是酚醛树脂存在以下几个缺陷:其一,酚醛树脂中含有溶剂,溶剂挥发易导致产品孔隙率过高,还会造成环境污染;其二,酚醛树脂固化过程中缩聚产生水分及小分子,固化过程需要在不同的温度梯度下进行放气和排水,固化时间较长,极大增加了固化工艺难度,水分释放不完全对产品的耐烧蚀性能也存在一定的影响;其三,酚醛树脂使用前需要添加溶剂,无法使用热熔预浸工艺。
酚醛树脂基复合材料因具有较高的耐热氧化性能和耐高温烧蚀性等优点,在航空航天热防护材料领域得到了成功的应用,但随着宇航事业的迅速发展,要求耐烧蚀材料具备更高的耐热性、更高的耐烧蚀性、更好的工艺性、较短的固化时间,以降低结构件的制作风险及成本,现有的酚醛树脂基复合材料已不能满足需求。
酚醛型氰酸酯树脂是在线性酚醛树脂中引入氰酸酯官能团(-OCN)而形成的一种高性能树脂,固化时氰酸酯官能团形成刚性三嗪环及芳环,固化物耐热性能及耐烧蚀性能优良,玻璃化转变温度高于350℃,1000℃时的烧蚀残留率大于60%,与酚醛树脂相比,酚醛型氰酸酯树脂具有更低的吸湿性、更好的介电性能、更高的力学性能,固化过程无小分子及水分的释放,无需设置太多的温度梯度,收缩率较小,是一种优异的耐高温介电材料和烧蚀材料,在航空航天、热防护、电子军事等领域具有广阔的发展前景。但现有技术中的酚醛型氰酸酯树脂室温下为低粘度的液体,均含有25%左右的溶剂,存在溶剂难以去除彻底,固化物孔隙率较高,且粘度太低只能制作湿法预浸料,无法使用热熔法制备预浸料,树脂含量难以精确控制的缺陷。
发明内容
有鉴于此,本发明为解决现有技术中的酚醛型氰酸酯树脂室温下为低粘度的液体,导致固化物孔隙率较高,无法使用热熔法制备预浸料,树脂含量难以精确控制等技术问题,提供一种耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将线性酚醛树脂及溴化氰溶于有机溶剂中,降温至-10℃以下,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂,搅拌至反应完全后,使用去离子水反复洗涤至PH值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体;
所述复配催化剂为三乙胺与DBU的混合物,线性酚醛树脂、溴化氰、复配催化剂的摩尔比为1:(1.0~1.25):(0.8~1.5);
步骤二、将酚醛型氰酸酯树脂低聚体熔融后,边搅拌边加入催化剂,70~120℃预聚0.5~2h后,加入改性剂,60~110℃预聚1~3h,得到预聚体,预聚体80℃下的粘度为5000~6000mpa·s;
所述催化剂为壬基酚、环烷酸铜、乙酰丙酮钴、辛酸钴中的一种或几种,催化剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的0.01wt%~1wt%;
所述改性剂为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、纳米核壳粒子、热塑性树脂、端氨基丁腈共聚物、端氨基聚四氢呋喃、端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物、端氰酸酯基聚硅氧烷中的一种或几种,改性剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的1w%~20wt%;
步骤三、用步骤二得到的预聚体制备单层胶膜;
步骤四、将单向纤维或纤维布引入两层单层胶膜中间,采用热熔法制备耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料。
优选的是,所述步骤一中,有机溶剂为丙酮、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
优选的是,所述步骤一中,复配催化剂中三乙胺与DBU的摩尔比为3:1。
优选的是,所述步骤一中,线性酚醛树脂与复配催化剂的摩尔比为1:1.2。
优选的是,所述步骤一中,每滴复配催化剂间隔10s滴加,整个滴加过程保证温度小于-5℃,搅拌反应2.5h以上。
优选的是,所述步骤三的过程为:将步骤二得到的预聚体预热至80~90℃,将涂膜机胶槽温度设置为70~95℃,冷却台温度设置为5~10℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为8~10m/min,固化后,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜的厚度为0.02~0.3mm。
优选的是,所述步骤四中,热熔法采用的热辊温度为70~90℃,浸渍速度为1~3m/min,浸渍压力为2.5~3.5MPa,冷却台温度为5~10℃。
优选的是,所述步骤四中,单向纤维为单向碳纤维或单向玻璃纤维,碳纤维布为碳纤维布、高强玻璃纤维布或无碱玻璃纤维布。
本发明还提供上述耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法制备的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料。
优选的是,所述预浸料的单层厚度为0.1mm、0.125mm、0.15mm或0.2mm,预浸料的纤维体积含量为(57±3)%,挥发分<1%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明制备的酚醛型氰酸酯树脂低聚体为无溶剂型,室温下为半固态的酚醛型氰酸酯低聚体,将酚醛型氰酸酯树脂低聚体改性预聚制备预聚体,预聚体粘度可控,80℃下的粘度为5000~6000mpa·s,满足热熔预浸工艺要求。
2、本发明的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料,铺覆性良好,耐烧蚀性能优良,室温适用期>15天(可达20天以上),挥发分为<1%(可达到0.02~0.04%),100℃凝胶时间>2h(可达到120~200min),可替代现有技术中的酚醛树脂使用。
3、本发明的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料,固化温度可根据实际工艺调节为130℃~240℃固化,且固化过程无水分或小分子放出,固化度高。预浸料中的基体树脂(预聚体)固化后热分解温度>450℃,1000℃残碳率>60%(可达到65%以上);预浸料固化后得到的复合材料孔隙率低,并且室温和180℃下的力学性能及韧性优异,满足航天航空复合材料的要求,可与环氧树脂基体、氰酸酯树脂基体、双马来酰亚胺树脂基体等热固性树脂基体共固化,固化工艺可控性良好。
附图说明
图1为本发明的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明,下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
本发明的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、合成酚醛型氰酸酯树脂低聚体;
步骤二、对酚醛型氰酸酯树脂低聚体进行改性和预聚,得到预聚体;
步骤三、用步骤二的预聚体制备单层胶膜;
步骤四、将单向纤维或纤维布引入两层单层胶膜中间,采用热熔法制备耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料。
上述技术方案中,步骤一的过程为,将线性酚醛树脂及溴化氰溶于有机溶剂中,降温至-10℃以下,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂,每滴间隔10s,整个滴加过程保证温度小于-5℃,继续搅拌2.5h以上,使反应完全,使用去离子水反复洗涤至PH值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体。其中,线性酚醛树脂、溴化氰、复配催化剂的摩尔比为1:(1.0~1.25):(0.8~1.5),优选线性酚醛树脂与复配催化剂的摩尔比为1:1.2;复配催化剂为三乙胺与DBU的混合物,三乙胺与DBU的摩尔比优选为3:1;有机溶剂没有特殊限制,能够起到溶解作用即可,优选为丙酮、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
上述技术方案中,步骤二的根据耐烧蚀性、韧性、力学性能等的要求对酚醛型氰酸酯树脂低聚体改性,并通过控制填料类型,加料顺序、反应温度、反应时间、搅拌速率等参数,控制预聚程度,得到的预聚体80℃下的粘度为5000~6000mpa·s。步骤二的具体过程为:将酚醛型氰酸酯树脂低聚体熔融后,边搅拌边加入催化剂,70~120℃预聚0.5~2h后,冷凝回流连续搅拌,加入改性剂,60~110℃预聚1~3h,冷凝回流连续搅拌,得到预聚体。其中,催化剂为壬基酚、环烷酸铜、乙酰丙酮钴、辛酸钴中的一种或几种,催化剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的0.01wt%~1wt%;改性剂为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、纳米核壳粒子、热塑性树脂、端氨基丁腈共聚物、端氨基聚四氢呋喃、端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物、端氰酸酯基聚硅氧烷中的一种或几种,改性剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的1w%~20wt%。本发明提供几种优选方案,但不限于此:
1、催化剂为环烷酸铜和乙酰丙酮钴的混合物,改性剂为双酚A型环氧树脂和端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物的混合物;以酚醛型氰酸酯树脂低聚体为500g计,环烷酸铜和乙酰丙酮钴的用量分别为200ppm和0.5g,双酚A型环氧树脂和端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物的用量分别为25g和25g;端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物可以通过现有技术制备,具体参见端羟基聚二甲基硅氧烷/蓖麻油改性聚氨酯嵌段共聚物的研究,《高分子材料科学与工程》,1998(6):38-40;
2、催化剂为壬基酚、辛酸钴和乙酰丙酮钴的混合物,改性剂为酚醛型环氧树脂与聚醚醚酮的混合物;以酚醛型氰酸酯树脂低聚体为500g计,壬基酚、辛酸钴和乙酰丙酮钴的用量分别为15g、25g和0.5g,酚醛型环氧树脂与聚醚醚酮的用量分别为30g和25g;
3、催化剂为环烷酸铜、辛酸钴和乙酰丙酮钴的混合物,改性剂为三官能度环氧树脂TDE-85、纳米核壳粒子和端氰酸酯基聚硅氧烷的混合物;以酚醛型氰酸酯树脂低聚体为500g计,环烷酸铜、辛酸钴、乙酰丙酮钴的用量分别为0.5g、25g和0.5g,三官能度环氧树脂TDE-85、纳米核壳粒子和端氰酸酯基聚硅氧烷的用量分别为30g、25g和5g;端氰酸酯基聚硅氧烷可以通过现有技术制备,具体参见TDE-85改性端异氰酸酯基聚硅氧烷胶粘剂的研究,中南大学。
上述技术方案中,步骤三的过程为:将步骤二得到的预聚体预热至80~90℃,涂膜机胶槽温度设置为70~95℃,冷却台温度为5~10℃,将预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为8~10m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜的厚度为0.02~0.1mm。
上述技术方案中,步骤四中,热辊温度为70~90℃,浸渍速度为1~3m/min,浸渍压力为2.5~3.5MPa,冷却台温度为5~10℃。其中,单向纤维为单向碳纤维或单向玻璃纤维,优选单向碳纤维如T300、T700、T800、T1000、M40、M55、M60等,碳纤维布为碳纤维布、高强玻璃纤维布或无碱玻璃纤维布,优选碳纤维布为T300-1k碳纤维布、T300-3k碳纤维布等。
本发明还提供上述耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法制备的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料,该预浸料的单层厚度为0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.2mm等多种规格,该预浸料的纤维体积含量为(57±3)%,室温适用期为15~21天,挥发分为0.02~0.04%,100℃凝胶时间为120~200min。
以下结合实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
步骤一、称取线性酚醛树脂410.87g及溴化氰500g,溶于2000mL丙酮中,干冰浴将温度降至-10℃,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂(复配催化剂为摩尔比为3:1的三乙胺和DBU的混合物,线性酚醛树脂与复配催化剂摩尔比为1:1.2),每滴间隔10s,整个滴加过程保证温度小于-5℃,继续搅拌2.5h,使反应完全,使用去离子水反复洗涤至PH值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体。
步骤二、称取步骤一制备的酚醛型氰酸酯树脂低聚体500g,120℃熔融后,边搅拌边加入200ppm环烷酸铜和0.5g乙酰丙酮钴,110℃预聚80min,加入25g双酚A型环氧树脂E51和25g端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物,105℃预聚1.5h,得到预聚体,经检测,预聚体80℃下粘度为5524mpa·s。
步骤三、将步骤二得到的预聚体预热至85℃,涂膜机胶槽温度设置为85℃,冷却台温度设置为8℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为9.5m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜厚度为0.08mm。
步骤四、将单向纤维T700SC-12K引入两层单层胶膜中间,热熔法制备单向纤维T700SC-12K/改性氰酸酯预浸料,使用两组热辊预热及加压,热辊温度为90℃,冷却台温度为8℃,浸渍压力为3MPa,浸渍速度为2.5m/min,收卷张力为45N,经检测,预浸料单层厚度为0.2mm,纤维体积含量为57.5%。
实施例2
步骤一、称取线性酚醛树脂448.22g及溴化氰500g,溶于1500mL二氯甲烷中,干冰浴将温度降至-15℃,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂(复配催化剂为摩尔比为3:1的三乙胺和DBU的混合物,线性酚醛树脂与复配催化剂摩尔比为1:1.2),每滴间隔10s,整个滴加过程保证温度小于-10℃,继续搅拌3h,使反应完全,使用去离子水反复洗涤至PH值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体。
步骤二、称取步骤一制备的酚醛型氰酸酯树脂低聚体500g,120℃熔融后,边搅拌边加入15g壬基酚、25g辛酸钴和0.5g乙酰丙酮钴,105℃预聚65min,加入30g酚醛型环氧树脂F46和25g聚醚醚酮,100℃预聚2h,得到预聚体,经检测,80℃下粘度为5086mpa·s。
步骤三、将步骤二得到的预聚体预热至80℃,涂膜机胶槽温度设置为80℃,冷却台温度设置为6℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为9.5m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜厚度为0.04mm。
步骤四、将单向纤维M40JB-12K引入两层0.04mm厚的单层胶膜中间,采用热熔法制备单向纤维M40JB-12K/改性氰酸酯预浸料,使用两组热辊预热及加压,热辊温度为85℃,冷却台温度为6℃,浸渍压力为2.8MPa,浸渍速度为3m/min,收卷张力为45N,经检测,预浸料单层厚度为0.1mm,纤维体积含量为57.8%。
实施例3
步骤一~步骤二与实施例2相同;
步骤三、将步骤二得到的预聚体预热至80℃,涂膜机胶槽温度设置为80℃,冷却台温度设置为6℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为9.5m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜厚的厚度为0.2mm。
步骤四、将1K碳纤维布引入两层0.2mm厚的单层胶膜中间,采用热熔法制备1K碳纤维布/改性氰酸酯预浸料,使用两组热辊预热及加压,热辊温度为85℃,冷却台温度为6℃,浸渍压力为3.5MPa,浸渍速度为1.8m/min,收卷张力为45N,经检测,预浸料面密度为238g/m2,树脂含量为40%。
实施例4
步骤一、称取线性酚醛树脂428.74g及溴化氰500g,溶于1800mL二氯甲烷中,干冰浴将温度降至-15℃,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂(复配催化剂为摩尔比为3:1的三乙胺和DBU的混合物,线性酚醛树脂与复配催化剂摩尔比为1:1.2),每滴间隔10s,整个滴加过程保证温度小于-10℃,继续搅拌4h,使反应完全,使用去离子水反复洗涤至PH值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体。
步骤二、称取步骤一制备的酚醛型氰酸酯树脂低聚体500g,120℃熔融后,边搅拌边加入0.5g环烷酸铜、25g辛酸钴和0.5g乙酰丙酮钴,105℃预聚70min,加入30g三官能度环氧树脂TDE-85、25g纳米核壳粒子(Kane Ace MX153)和5g端氰酸酯基聚硅氧烷,100℃预聚2.5h,得到预聚体,经检测,80℃下粘度为5253mpa·s。
步骤三、将步骤二得到的预聚体预热至90℃,涂膜机胶槽温度设置为85℃,冷却台温度为8℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为9.5m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜厚度为0.04mm。
步骤四、将单向纤维M40JB-12K引入两层0.04mm厚的单层胶膜中间,热熔法制备单向纤维M40JB-12K/改性氰酸酯预浸料,使用两组热辊预热及加压,制备耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料,热辊温度为90℃,冷却台温度为8℃,浸渍压力为3.0MPa,浸渍速度为2.5m/min,收卷张力为45N,经检测,预浸料单层厚度为0.1mm,纤维体积含量为57.8%。
实施例5
步骤一~步骤二与实施例2相同;
步骤三、将步骤二得到的预聚体预热至90℃,涂膜机胶槽温度设置为85℃,冷却台温度为8℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为9.5m/min,固化,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜厚度为0.2mm。
步骤四、将1K碳纤维布引入两层0.2mm厚的单层胶膜中间,采用热熔法制备1K碳纤维布/改性氰酸酯预浸料,使用两组热辊预热及加压,热辊温度为90℃,冷却台温度为8℃,浸渍压力为3.5MPa,浸渍速度为1.5m/min,收卷张力为45N,经检测,预浸料面密度为240g/m2,树脂含量为40.5%。
将实施例1~5制备的预浸料进行性能测试,测试结果如表1所示。
表1实施例1~5的预浸料的性能测试结果
用实施例1~5的预浸料分别制备复合材料板,制备工艺为金属对模,制备方法为:固化工艺为140℃/2h+180℃/4h。经观察,本发明的预浸料在固化过程中无水分及小分子放出。对固化后的复合材料板的性能进行检测,测试结果如表2和表3所示。
表2实施例1~5的预浸料制备的复合材料板的性能测试结果
表3实施例4的预浸料制备的复合材料板的力学性能和韧性测试结果
测试项目 | 室温 | 180℃ | 测试方法 |
纵向拉伸强度/MPa | 1865.1 | 1342.7 | GB3354 |
纵向拉伸模量/GPa | 211.7 | 205.4 | GB3354 |
横向拉伸强度/MPa | 35.7 | 22.3 | GB3354 |
横向拉伸模量/GPa | 8.2 | 7.9 | GB3354 |
纵向压缩强度/MPa | 846.8 | 635.1 | GB3856 |
纵向压缩模量/GPa | 171.5 | 168.2 | GB3856 |
横向压缩强度/MPa | 174.9 | 118.8 | GB3856 |
横向压缩模量/GPa | 7.2 | 7.1 | GB3856 |
纵向弯曲强度/MPa | 1486.3 | 936.4 | GB3356 |
纵向弯曲模量/GPa | 197.9 | 192.5 | GB3356 |
层间剪切强度/MPa | 68 | 52 | JC/T773 |
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将线性酚醛树脂及溴化氰溶于有机溶剂中,降温至-10℃以下,连续搅拌下逐滴加入复配催化剂,搅拌至反应完全后,使用去离子水反复洗涤至pH 值为6.5~7.0,旋蒸除去水分,真空干燥得到酚醛型氰酸酯树脂低聚体;
所述复配催化剂为三乙胺与DBU的混合物,线性酚醛树脂、溴化氰、复配催化剂的摩尔比为1:(1.0~1.25):(0.8~1.5);
步骤二、将酚醛型氰酸酯树脂低聚体熔融后,边搅拌边加入催化剂,70~120℃预聚0.5~2h后,加入改性剂,60~110℃预聚1~3h,得到预聚体,预聚体80℃下的粘度为5000~6000mpa·s;
所述催化剂为壬基酚、环烷酸铜、乙酰丙酮钴、辛酸钴中的一种或几种,催化剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的0.01wt%~1wt%;
所述改性剂为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、纳米核壳粒子、热塑性树脂、端氨基丁腈共聚物、端氨基聚四氢呋喃、端羟基聚二甲基硅氧烷-聚酯嵌段共聚物、端氰酸酯基聚硅氧烷中的一种或几种,改性剂的添加量为酚醛型氰酸酯树脂低聚体的1w%~20wt%;
步骤三、用步骤二得到的预聚体制备单层胶膜;
步骤四、将单向纤维或纤维布引入两层单层胶膜中间,采用热熔法制备耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料;
所述耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的室温适用期>15天,挥发分为<1%,100℃凝胶时间>2h。
2.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,有机溶剂为丙酮、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。
3.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,复配催化剂中三乙胺与DBU的摩尔比为3:1。
4.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,线性酚醛树脂与复配催化剂的摩尔比为1:1.2。
5.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,每滴复配催化剂间隔10s滴加,整个滴加过程保证温度小于-5℃,搅拌反应2.5h以上。
6.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤三的过程为:将步骤二得到的预聚体预热至80~90℃,将涂膜机胶槽温度设置为70~95℃,冷却台温度设置为5~10℃,将预热后的预聚体均匀涂在离型纸上,涂膜速度为8~10m/min,固化后,剥离,得到单层胶膜,单层胶膜的厚度为0.02~0.3mm。
7.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤四中,热熔法采用的热辊温度为70~90℃,浸渍速度为1~3m/min,浸渍压力为2.5~3.5MPa,冷却台温度为5~10℃。
8.根据权利要求1所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法,其特征在于,所述步骤四中,单向纤维为单向碳纤维或单向玻璃纤维,碳纤维布为碳纤维布、高强玻璃纤维布或无碱玻璃纤维布。
9.权利要求1~8任何一项所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料的制备方法制备的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料。
10.根据权利要求9所述的耐烧蚀酚醛型氰酸酯预浸料,其特征在于,所述预浸料的单层厚度为0.1mm、0.125mm、0.15mm或0.2mm,预浸料的纤维体积含量为(57±3)%,挥发分<1%。
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---|---|---|---|---|
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CN102887983A (zh) * | 2012-05-31 | 2013-01-23 | 北京航空航天大学 | 适合于rtm工艺的液体酚醛型氰酸酯树脂 |
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CN107459819A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-12 | 长春长光宇航复合材料有限公司 | 一种中温固化氰酸酯树脂及其制备方法与应用 |
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