[发明专利]一种增韧、阻燃热熔型酚醛树脂、预浸料、复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种增韧、阻燃热熔型酚醛树脂、预浸料、复合材料及其制备方法，增韧、阻燃热熔型酚醛树脂按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：热塑型酚醛树脂0‑100份、热固型酚醛树脂0‑100份、阻燃剂1‑15份、增韧剂5‑100份、偶联剂0.05‑1份、固化剂0‑20份；其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。该热熔型酚醛树脂、预浸料质量稳定可靠，具有良好的韧性和阻燃特性，具有低烟低毒的特性，且其复合材料制品性能满足飞机、高铁列车等交通运输工具内饰件及次级结构件的使用性能要求。

技术领域

本发明属于酚醛树脂复合材料技术领域，具体涉及一种增韧、阻燃热熔型酚醛树脂、预浸料、复合材料及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂有着100多年的工业化生产和应用历史，以酚醛树脂为基体的预浸料复合材料具有良好的工艺性能、优异的阻燃性能和优于其他工程树脂的性价比，目前已在国防军工、航空航天、轨道交通、电子电器和建筑领域得到广泛的应用，并且随着工业生产技术的进步，纤维增强酚醛树脂基复合材料的应用需求依然呈现出逐步扩大的趋势。

传统的酚醛树脂结构中存在较多的苯环等刚性基团，导致固化物脆性大；且酚醛树脂材料在固化成型过程中由于酚醛树脂进一步缩合交联会释放水分子，这些水分子通常很难全部排出，造成材料内部存在较多微孔，也影响着酚醛材料的力学性能，使酚醛树脂材料在诸多应用领域中始终受到限制。因此，对酚醛树脂进行增韧改性以提高其力学性能，依然是现今国内外学者研究的热点，也是决定酚醛树脂未来发展方向的重要研究工作。围绕酚醛材料增韧和提高强度，广大研究者进行了大量的研究，但目前获得的产品的性能仍无法满足应用的需求。

预浸料的制备方法主要有两种，溶液浸渍法（湿法）和热熔胶膜法（干法或热熔法）。溶液浸渍法是将纤维或织物经过树脂溶液浸渍后，通过后续工段加热，将树脂中的溶剂挥发掉，并使预浸料达到一定固化阶段的工艺，该方法预浸料树脂含量难以精确控制，大量溶剂挥发造成浪费和环境污染问题日益严峻。热熔胶膜法是先将热熔型树脂基体通过加热熔融制成一定面重的热熔胶膜，然后将热熔树脂胶膜与纤维增强材料一起经过加热、加压复合成热熔预浸料，该方法具有预浸料含胶量控制精度高、挥发份低，避免使用大量溶剂对环境造成污染等优点。因此，采用热熔法预浸料生产工艺逐步成为当前高精度预浸料制备的发展方向。

因此，为了酚醛树脂材料在更高技术领域的应用发展需求，酚醛树脂基体的改性优化和预浸料制备新工艺的研究一直是人们关注的热点。截至目前，对热熔法酚醛树脂基预浸料研究甚少，在有效提高酚醛树脂体系韧性和阻燃性等综合应用性能的同时适用于热熔工艺性方面还有待研究。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种增韧、阻燃热熔型酚醛树脂、预浸料、复合材料及其制备方法，制备热熔型酚醛树脂、预浸料质量稳定可靠，具有良好的韧性和阻燃特性，具有低烟低毒的特性，且其复合材料制品性能满足飞机、高铁列车等交通运输工具内饰件及次级结构件的使用性能要求。

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种增韧、阻燃热熔型酚醛树脂，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分：

热塑型酚醛树脂0-100份、热固型酚醛树脂0-100份、阻燃剂1-15份、增韧剂5-100份、偶联剂0.05-1份、固化剂0-20份；

其中，热塑型酚醛树脂与热固型酚醛树脂不同时为0份。

优选地，按照质量份数计算，其制备原料包括以下组分

热塑型酚醛树脂20-80份、热固型酚醛树脂20-80份、阻燃剂2-8份、增韧剂10-30份、偶联剂0.1-0.15份、固化剂0-10份。

优选地，所述热固型酚醛树脂的制备原料包括：酚、醛、第一催化剂，酚与醛的摩尔比为（0.55-0.9）：1；所述第一催化剂的质量为酚质量的0.5%-8%。

优选地，所述酚为苯酚、苯甲酚、对叔丁基酚、辛基酚、腰果酚中的一种或几种的组合。

优选地，所述醛为甲醛。