[发明专利]缠绕成型用纤维增强聚酰亚胺树脂预浸带及其制备方法与应用

权利要求书

1.式I所示聚酰亚胺聚合物，

所述式I结构通式中，R₁为下述结构中的任意一种，

所述式I结构通式中，R₂为下述结构中的任意一种，

所述式I结构通式中，Ar为下述结构中的任意一种，

x：y=1：0.1~10，x为1~10，y为10~1，n为1~24的整数。

2.一种制备权利要求1所述式I所示聚酰亚胺树脂的方法，包括如下步骤：在惰性气体保护下，将芳香族二胺、芳香族四酸二酐和封端剂于有机溶剂中搅拌至全部溶解得到均相溶液后，在加入脱水剂升温进行反应，反应完毕后除去所述脱水剂，冷却后倒入沉淀剂进行沉淀，得到所述式I所示聚酰亚胺树脂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述芳香族二胺为含氟芳香二胺与下述芳香二胺中的至少一种组成的混合物：4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺、4,4’-二胺基二苯砜和3,3’-二胺基二苯砜；

所述含氟芳香二胺为4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯、1,4-双（4’-氨基-2’-三氟甲基苯氧基）苯或4,4’-双（4-胺基-2-三氟甲基苯氧基）联苯；

所述芳香族四酸二酐为2,3,3’,4’-联苯四酸二酐或4,4’-(六氟异丙烯)四酸二酐；

所述封端剂为4-苯乙炔基苯酐，结构如式II所示；

所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜和间甲酚中的至少一种；

所述脱水剂为甲苯或二甲苯；

所述沉淀剂选自水、甲醇和乙醇中的至少一种。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述含氟芳香二胺与芳香二胺的投料摩尔比例为1：0.1~10，具体为1：0.2~5；所述均相溶液的固含量为15~35wt.%，具体为20~30wt.%；

所述芳香族二胺与芳香族四酸二酐的投料摩尔比例为1：1；

所述反应步骤中，温度为160~190°C，时间为8~24小时。

5.由权利要求1所述式I所示聚酰亚胺树脂与连续纤维组成的缠绕成型用预浸带。

6.根据权利要求5所述的缠绕成型用预浸带，其特征在于：所述缠绕成型用纤维增强聚酰亚胺预浸带挂胶均匀，溶剂残留量≤1.0%，树脂的质量百分含量为30~35%；

所述连续纤维选自碳纤维、芳纶纤维、石英纤维和玻璃纤维中的至少一种。

7.一种制备权利要求5或6所述缠绕成型用预浸带的方法，包括如下步骤：将权利要求1所述式I所示聚酰亚胺树脂溶于有机溶剂中，得到聚酰亚胺的树脂溶液，再将所述聚酰亚胺的树脂溶液浸渍连续纤维，烘干除去溶剂后得到所述缠绕成型用预浸带。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和环戊酮中的至少一种；

所述连续纤维选自碳纤维、芳纶纤维、石英纤维和玻璃纤维中的至少一种；

所述聚酰亚胺的树脂溶液的固含量为20~40wt.%，具体为25~35wt.%；

所述烘干步骤中，温度为50~250°C，时间为0.5~8小时。

9.权利要求5或6任一所述缠绕成型用预浸带在缠绕成型复合材料制件中的应用；

含有权利要求5或6任一所述缠绕成型用预浸带的缠绕成型复合材料制件。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述缠绕成型复合材料制件选自复合材料筒体、压力容器、贮罐、管道和风机叶片中的至少一种。