[发明专利]酚醛树脂预浸料及其制造酚醛复合材料的方法

说明书

本发明公开了一种酚醛树脂预浸料及其制造酚醛复合材料的方法，预浸料按重量份数包括以下组分：纤维织物50～65份、酚醛树脂20～48份、增稠剂1～5份。酚醛树脂预浸料制造酚醛复合材料的方法采用真空袋压固化工艺，在该工艺中使用微孔膜，该微孔膜的微孔孔径为0.1～10um，厚度为2～300um之间，孔隙率为50%～80%；由于微孔孔径是液体分子直径的上万倍，比水滴直径小几百倍，因此具有优异的透湿、透气和防液滴透过性，从而抽真空时挥发性气体被抽出，而液体树脂组分不会被抽出，避免树脂被抽出导致树脂分布不均匀的问题，减少材料浪费和废弃物。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种酚醛树脂预浸料、酚醛树脂预浸料的制备方法及预浸料制造酚醛复合材料的方法。

背景技术

酚醛树脂是人类历史上首个商业化应用的人造树脂，因为其具有很好的耐热性能、阻燃性能、耐腐蚀性能（氧化性酸和碱除外）、高温抗蠕变性，至今都得以广泛的应用，如用于制备多种耐热制品、防腐蚀材料、阻燃材料等。

酚醛树脂固化后，分子结构上芳环致密，遇到高热燃烧容易形成致密的炭层，减缓了热量对材料内部的侵入，也隔绝了氧气的进入；因此燃烧时放出的燃烧热量低、释放的烟雾极少，而且烟雾的毒性低，表现出了优良的阻燃性能（FST）。由于酚醛树脂本身的阻燃性能极佳，所以不需要像其它阻燃树脂那样添加各种阻燃剂，如卤素类、含氮类、含磷类；或树脂的分子结构中引入氮、磷等元素。从各国对材料的毒性要求，比如英国轨道交通标准BS6853附录D、波音标准BSS7239，都对CO、CO₂、HF、HCl、HBr、HCN、NO₂、SO₂八种气体的释放浓度进行严格限制。酚醛树脂由于本身的阻燃特性，不需要外添加阻燃剂，所以综合表现出来的FST性能在所有的有机材料中是最佳的。

酚醛树脂以其优异的阻燃性能，常用于制备航空、轨道交通上的内饰材料。但酚醛材料有其弱点，即属于脆性材料，韧性差；另外，材料在固化成型过程中会释放水分子，这些水分通常很难全部排出，造成材料内部存在很多微孔，从而影响酚醛材料的力学强度。因此围绕酚醛材料增韧和提高强度，广大研究者对其进行了大量的研究，也取得了不少的成果。

近年来，酚醛树脂预浸料被广泛应用于飞机内饰材料的制备，酚醛树脂预浸料制造产品方便，制品强度、阻燃性能都比较理想。

预浸料的制备方法主要有两种即溶液浸渍法和热熔胶膜法。溶液浸渍法是将纤维或织物经过树脂溶液浸渍后，将树脂中的溶剂挥发掉，并使预浸料达到B阶段的工艺；该法生产设备投入少，缺点是预浸料树脂含量难以精确控制，大量溶剂挥发，形成环境污染。热熔胶膜法是首先将熔融的树脂制成均匀平整的胶膜，而后将胶膜与纤维或织物在一定温度和压力下进行复合浸渍，得到合格预浸料；此工艺优点是树脂含量控制精确、挥发份少，无环境污染；缺点是设备投入高。

对于溶液浸渍法，设备简单，投入少，生产工艺简单，只要能避免溶剂挥发，降低挥发份含量、控制好预浸料树脂含量，即能形成改良的溶液浸渍法。

中国专利文献CN 101735551 A（申请号200810180315.3）公开了一种具有高温力学性能的隔热复合材料及其制备方法，该材料实质上是一种酚醛预浸料，主要成分为钡酚醛树脂、乙醇和高强玻璃纤维布。制备时先对高强玻璃纤维布进行剪裁和热处理，将钡酚醛树脂和乙醇按照60:40混合成树脂胶液，浸胶后晾晒烘干，得到酚醛复合材料预浸料。

中国专利文献CN 102731960 B （申请号201210211451.0）公开了一种高韧性阻燃酚醛预浸料复合材料的制备方法，通过向酚醛树脂内引入热塑性聚合物和橡胶类增韧剂，大大提高了复合材料的韧性，同时引入了溴/锑系阻燃剂弥补了增韧剂造成的阻燃性能下降的问题；同时公开的预浸料制备方法中采用了乙醇作为稀释剂，使酚醛树脂、增韧剂、四溴双酚A、三氧化二锑混合后的粘度较低，适合对纤维材料的浸胶。