[发明专利]腈基树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种腈基树脂复合材料及其制备方法，该腈基树脂复合材料由熔融的邻苯二甲腈树脂组合物浸润预成型坯料后固化而成，邻苯二甲腈树脂组合物包括氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂、羟基苯氧基邻苯二甲腈树脂和芳醚腈基树脂；芳醚腈基树脂包括分子结构式为式(I)的化合物和分子结构式为式(II)的化合物中的一种或两种：其中，n＝2～8。制备方法包括：将邻苯二甲腈树脂组合物加热熔融后浸润RTM模具中预置的预成型坯料；(3)固化得到腈基树脂复合材料。由于本发明采用的邻苯二甲腈树脂组合物兼具液相成型工艺适用性和耐温性，因而本发明的腈基树脂复合材料具有宏观性能均一、耐温性好等优点。

技术领域

本发明属于耐高温树脂复合材料技术领域，尤其涉及一种腈基树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

邻苯二甲腈树脂是上世纪80年代，由美国海军实验室开发，并将其应用于航空航天领域。邻苯二甲腈树脂以优良的耐温性、工艺性、力学性能、阻燃性、低吸水性等性能而备受关注。比如其玻璃化温度可以超过400℃，熔体粘度低，其玻璃纤维复合材料是唯一符合美军阻燃标准MIL-STD-2031中——在100kW/m²热流下的点燃时间为60s的复合材料。

但该类树脂都存在熔点高、难固化、难以适用于液相成型工艺等问题，或者耐温性与液相工艺性不能兼备。比如早期研发的联苯型邻苯二甲腈有优良的力学性能、耐温性，但是单体熔点高达234℃，给复合材料的制备成型带来大量难题。后来大量的树脂研发工作集中在了如何降低邻苯二甲腈单体熔点上。比如制备了芳醚型、烷基链型、硅烷链型等一些了腈基树脂单体，但是这些单体总是在低熔点、低粘度、高耐温性上不能兼备，导致了腈基树脂一直难以适用于液相成型工艺，比如RTM工艺。专利CN105017530A，提供了一种可以在120～150℃下粘度低于0.5Pa·s的树脂液体，但是其中加入了耐温性差的二烯丙基双酚A，使树脂的起始分解温度大大降低(氮气氛下分解5％的分解温度为420～435℃，700℃下残炭率为60～65％)，耐温性被严重影响。专利CN105694033A提供了一种耐温性很好的腈基树脂，其玻璃化转变温度可大于530℃，但工作温度较高，为140～170℃，使液相成型熔融浸润温度提高，从而导致腈基树脂复合材料制备成本提高。因此有必要开发兼具液相成型工艺适用性和耐温性的邻苯二甲腈树脂基体，以便制备工艺简单、制造成本低、成型效果好、耐高温性能优异的腈基树脂复合材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制备工艺简单、成本低、成型效果好、宏观性能均一、耐高温性能优异的腈基树脂复合材料，还相应提供该腈基树脂复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种腈基树脂复合材料，由熔融的邻苯二甲腈树脂组合物浸润预成型坯料后固化而成，所述邻苯二甲腈树脂组合物包括氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂、羟基苯氧基邻苯二甲腈树脂和芳醚腈基树脂；所述芳醚腈基树脂包括分子结构式为式(Ⅰ)的化合物和分子结构式为式(Ⅱ)的化合物中的一种或两种：

其中，n＝2～8。

上述的腈基树脂复合材料，优选的，按重量份计，所述氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂为20～50份，羟基苯氧基邻苯二甲腈树脂20～50份，芳醚腈基树脂10～50份。

上述的腈基树脂复合材料，优选的，所述氨基苯氧基邻苯二甲腈树脂包括4-(4-氨基苯氧基)邻苯二甲腈、4-(3-氨基苯氧基)邻苯二甲腈、4-(2-氨基苯氧基)邻苯二甲腈中的一种或多种。

上述的腈基树脂复合材料，优选的，所述羟基苯氧基邻苯二甲腈树脂包括3-(4-羟基苯氧基)邻苯二甲腈、3-(3-羟基苯氧基)邻苯二甲腈和3-(2-羟基苯氧基)邻苯二甲腈中的一种或多种。

上述的腈基树脂复合材料，优选的，所述的邻苯二甲腈树脂组合物由以下方法制得：