[发明专利]一种树脂传递模塑工艺用树脂基体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂基体复合材料及其制备方法，特别涉及一种树脂传递模塑工艺用的树脂基体及其制备方法，该复合材料具有优异的综合力学性能，可用于航天航空、电子信息等高新技术领域。

背景技术

树脂传递模塑(Resin Transfer Moulding，简称RTM)是采用低粘度树脂注入闭合模具中，树脂在其中流动，浸润已合理铺放好或预成型的增强材料，并固化成型的工艺方法。该项技术可不用预浸料、热压罐，有效地降低设备成本、成型成本。RTM成型工艺对树脂的要求为：(1)注射温度下粘度低，最佳的粘度是200～500cp，而且树脂与增强材料具有良好的浸润性；(2)树脂固化快，无挥发物放出；(3)树脂固化后收缩率低，以保证制品的尺寸稳定。除此之外，在高要求应用领域还要求树脂基体本身具有高耐热性、优异的综合力学性能与耐环境老化性能。

氰酸酯(CE)和双马来酰亚胺(BMI)是两种性能优良的热固性树脂，CE具有优异的力学性能、介电性能(ε≈3.1，tgδ＝0.007)和工艺性能，BMI具有高耐热(Tg≈340℃)，通过化学共聚或物理共混的途径将二者组合起来，即为BT树脂。BT树脂实现了两种树脂性能的优-优结合，具有耐热性高(Tg＝200～340℃)和介电性能优良的优点。但BT树脂粘度高，需在较高温度或低温高压的工艺条件下成型，因此，该复合材料不适用于RTM工艺成型。此外，该材料的韧性还有待进一步提高。

超支化聚合物独特的结构使之具有传统聚合物不同的物理化学性能，表现在其粘度小、溶解性佳的特点。此外，可以设计表面分布大量官能团的超支化聚合物，使之具有良好的反应性。因此，超支化聚合物已经用于热固性树脂的改性，但是，如何设计超支化聚合物来改性BT树脂，使之在保持BT树脂优异介电性能和耐热性的基础上，获得具有更高韧性的可用于RTM工艺成型的树脂体系，还有待于进一步的研究和探索。

发明内容

为了克服背景技术中所述的树脂存在着韧性不够，且在RTM工艺加工时成型性能较差等问题，本发明的目的在于提供一种不仅具有优异的耐热性能、力学性能、介电性能和耐湿热性能等综合性能，并且适合于RTM工艺用的树脂基体及其制备方法。

实现上述发明目的的技术方案是：一种树脂传递模塑工艺用树脂基体，它的组成及配比为：按重量计，100份双来酰亚胺树脂，50～90份二烯丙基苯基化合物、20～50份氰酸酯树脂和10～90份活性稀释剂。

所述的双马来酰亚胺树脂为4，4’-双马来酰亚胺基二苯甲烷、4，4’-双马来酰亚胺基二苯醚、4，4’-双马来酰亚胺基二苯砜和N-苯基取代马来酰亚胺中的一种或它们的任意组合；所述的二烯丙基苯基化合物为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚A醚和二烯丙基双酚S中的一种或它们的任意组合；所述的氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯树脂和双环戊二烯型氰酸酯树脂中的一种或它们的组合；所述的活性稀释剂为超支化聚硅氧烷。

一种树脂传递模塑工艺用树脂基体的制备方法，其加工步骤包括：

A.按重量计，将100份双马来酰亚胺树脂和50～90份二烯丙基苯基化合物在120～140℃的温度条件下预聚反应30～60min；

B.降温至100～120℃后，加入20～50份氰酸酯树脂，在100～120℃的温度条件下预聚30～60min，得到氰酸酯/双马来酰亚胺共聚树脂；

C.将10～90份活性稀释剂加入到上述氰酸酯/双马来酰亚胺共聚树脂中，在80～100℃温度条件下反应30～60min，即得到一种树脂传递模塑工艺用的树脂基体。

为在保持原有BT树脂优良综合性能的基础上显著改善其工艺性，应采用高性能的活性稀释剂。因此，本发明采用超支化聚硅氧烷，并使之带有可以与BT树脂反应的基团，如环氧基、氨基、羟基及不饱和双键等，这样，在未固化阶段超支化聚硅氧烷起到稀释剂的作用；在适当温度条件下，其又能够参与固化交联反应，从而保证了固化物具有优良的综合性能。

本发明具有的有益效果是：以BT树脂为基本组成，通过具有优良耐热性、介电性能、耐湿热性和工艺性的超支化聚硅氧烷为活性稀释剂，在保持原有BT树脂优良综合性能的基础上显著改善其工艺性，满足树脂传递模塑工艺成型高性能复合材料的要求。所制得的复合材料具有优异的综合力学性能、耐热性和优异的介电性能，可用于航天航空、电子信息、交通运输等众多高新技术领域。本发明所采用的制备方法还具有适用性广、操作工艺简单的特点。

附图说明

图1纯BT树脂与本发明实施例技术方案提供的RTM工艺用树脂基体的粘度-温度曲线对比图；