[发明专利]一种用于液氧容器的聚合物基复合材料及其制备方法和使用方法

权利要求书

1.一种用于液氧容器的聚合物基复合材料，其特征在于用于液氧容器的聚合物基复合材料按重量份数由5～100份环氧树脂、5～100份苯并噁嗪树脂、5～100份氰酸脂、20～100份溶剂和10～100份助剂制备而成。

2.根据权利要求1所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料，其特征在于所述的环氧树脂为缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、酚醛环氧树脂或有机硅环氧树脂；所述的苯并噁嗪树脂为苯胺型苯并噁嗪树脂或MDA型苯并噁嗪树脂；所述的氰酸脂为双酚A氰酸脂或双酚F氰酸脂；所述的溶剂为丙酮、甲苯、乙醇或长链脂肪族烃；所述的助剂按重量份数由1～100份无机填料、1～100份增韧剂、1～20份抗氧化剂、1～40份阻燃剂和1～10份促进剂混合而成。

3.根据权利要求2所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料，其特征在于所述的无机填料选自硅微粉、氧化铝粉、氧化钙粉、碳酸钙粉、石棉粉、长石粉、云母粉和锑白粉；所述的增韧剂选自丁腈橡胶、聚硫橡胶、端羟基聚丁二烯、聚氨酯弹性体、聚脲、液晶环氧、聚醚醚酮、聚醚砜、聚醚酰亚胺和聚苯醚；所述的抗氧化剂为金属离子螯合物、磷酸盐；所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、卤系阻燃剂；所述的促进剂为咪唑、2-乙基4-甲基咪唑、1-甲基咪唑或有机金属络合物。

4.如权利要求1所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于用于液氧容器的聚合物基复合材料的制备方法是按以下步骤完成的：

一、称量：首先按重量份数称量5～100份环氧树脂、5～100份苯并噁嗪树脂、5～100份氰酸脂、20～100份溶剂和10～100份助剂；二、制备氰酸脂预聚体：在120℃～160℃下将步骤一称取的5～100份氰酸脂进行预聚反应，预聚反应时间为4h～6h，即得到氰酸脂预聚体；三、共融：在60℃～90℃下将步骤一称取的5～100份环氧树脂和步骤一称取的5～100份苯并噁嗪树脂熔融共混，得到环氧/苯并噁嗪胶液；四、制备胶液：首先将步骤二制备的氰酸脂预聚体溶解于步骤一称取的20～100份溶剂中，然后在25℃～120℃下加入到步骤三制备的环氧/苯并噁嗪胶液中，再在25℃～100℃下加入步骤一称取的10～100份助剂，混匀后即得到胶液，即为用于液氧压力容器的聚合物基复合材料。

5.根据权利要求4所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的环氧树脂为缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、酚醛环氧树脂或有机硅环氧树脂；步骤一中所述的苯并噁嗪树脂为苯胺型苯并噁嗪树脂或MDA型苯并噁嗪树脂；步骤一中所述的氰酸脂为双酚A氰酸脂或双酚F氰酸脂；步骤一中所述的溶剂为丙酮、甲苯、乙醇或长链脂肪族烃；步骤一中所述的助剂按重量份数由1～100份无机填料、1～100份增韧剂、1～20份抗氧化剂、1～40份阻燃剂和1～10份促进剂混合而成。

6.根据权利要求5所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料的制备方法，其特征在于所述的无机填料选自硅微粉、氧化铝粉、氧化钙粉、碳酸钙粉、石棉粉、长石粉、云母粉和锑白粉；所述的增韧剂选自丁腈橡胶、聚硫橡胶、端羟基聚丁二烯、聚氨酯弹性体、聚脲、液晶环氧、聚醚醚酮、聚醚砜、聚醚酰亚胺和聚苯醚；所述的抗氧化剂为金属离子螯合物、磷酸盐；所述的阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、卤系阻燃剂；所述的促进剂为咪唑、2-乙基4-甲基咪唑、1-甲基咪唑或有机金属络合物。

7.如权利要求1所述的一种用于液氧容器的聚合物基复合材料的使用方法，其特征在于用于液氧容器的聚合物基复合材料的使用方法是按以下步骤完成的：首先在温度为25℃～60℃条件下将碳纤维T300、碳纤维T700、碳纤维T1000、无碱玻璃纤维、有碱玻璃纤维、长线纤维、短线纤维、纤维布或无纺布浸入权利要求1所述的用于液氧压力容器的聚合物基复合材料中进行浸胶处理，然后采用缠绕成型方法、真空袋热压罐成型方法和手糊成型方法相结合进行成型处理，再采用梯度升温固化方法依次在100℃下固化处理60min～120min、140℃下固化处理60min和180℃下固化处理60min～120min，且梯度升温的升温速率为8℃/min～12℃/min，最后在180℃～220℃进行热处理10min～30min，即得到液氧容器。