[发明专利]一种树脂膜熔渗工艺用树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂基体及其制备方法，特别涉及一种树脂膜熔渗(RFI)工艺用的树脂及其制备方法，属高分子材料技术领域。它适应于RFI工艺制备复合材料，所制得的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

高性能复合材料的低成本制造技术是目前国际复合材料研究领域中令人瞩目的新发展动向。它打破了长久以来高性能复合材料必然具有高制造成本的惯例，为高性能复合材料开辟了广阔的应用领域。树脂膜熔渗(RFI)工艺正是在这一思想指导下出现的复合材料制造工艺。它能制造出纤维含量高(重量比接近70％)、孔隙率极低(接近0)、力学性能优异、制品重现性好、壁厚可随意调节的大型复合材料制件和复杂形状的制件，并可根据性能要求进行结构设计。RFI工艺简单，无需制备预浸料，因此，挥发物质少，车间空气里的VOC(volatileorganic compounds，挥发性有机化合物含量)符合国际海事组织(IMO)标准，从而更有利于操作者的身体健康和环境保护。另外，RFI工艺成型压力低、生产周期短、劳动强度低，对模具材料和设备要求低，因而大大降低了复合材料的制造成本(比传统的层压成型工艺低50％)。

由于RFI工艺的特点，对树脂基体的工艺性能在以下几个方面提出了更加严格的要求：(1)树脂基体能够在室温条件下成膜，中低温固化；(2)所制成的膜具有良好的韧性，易弯曲而不破碎，且不粘手；(3)在工作温度下能够持续一段时间的低粘度，而后随着温度的升高其粘度增长较快；(4)固化温度高于熔融温度，使树脂能够充分浸润预制体；(5)熔融时对纤维预制体具有良好的浸润性、浸渗能力(渗透率)、匹配性和粘附性，制件在受力条件下不易发生纤维和树脂间的脱落。

目前，不饱和树脂和环氧树脂主要作为RFI工艺中的基体树脂。不饱和树脂耐热性差，综合性能一般，故发展前景不大；环氧树脂耐湿热性能一般，限制了RFI工艺的进一步发展。因此，提供一种高性能的树脂基体是RFI工艺领域的研究重点。此外，在航天航空、电子信息等一些对树脂具有高要求的应用领域，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，即为双马来酰亚胺三嗪树脂(简称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，是制备高性能复合材料的首选树脂基体。但BT树脂粘度高，室温条件下性脆，无法成膜，且需在较高温度或低温高压的工艺条件下成型，不适用于RFI工艺成型复合材料。此外，该材料的韧性还有待进一步提高。

梁国正等人在文献“High-Performance Bismaleimide Resin Film forResin Film Infusion”(Journal of Applied Polymer Science， v81，n12，p 2918-2922，Sep 19 2001)中，公开了一种以烯丙基化合物改性BMI为基体，通过加入聚醚砜树脂，研制了高性能RFI膜的方法。由于聚醚砜的玻璃化转变温度(Tg＝225℃)低于BMI，且不与BMI发生共聚，所以，导致改性后树脂基体的耐热性有所下降。

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，表现在粘度小、溶解性佳；它还可以通过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RFI成型的树脂体系，目前，还是一个摆在研究者面前的难题。

发明内容

为了克服背景技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有优异的综合力学性能、耐热性和优异的介电性能的树脂膜熔渗工艺用树脂及其制备方法。

实现上述发明目的的技术方案是提供一种树脂膜熔渗工艺用树脂，其特征在于：按重量计，它包括100份的双来酰亚胺树脂、50～90份的二烯丙基苯基化合物、20～300份的氰酸酯树脂和10～50份的超支化聚硅氧烷。