[发明专利]一种液态成型工艺用定型-阻燃纤维织物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃复合材料制造技术领域，涉及一种适用于液态成型工艺的定型-阻燃双功能纤维织物及其制备方法。

背景技术

树脂基复合材料由于其轻质、高强、可设计、耐疲劳、耐腐蚀等优异性能，已经被广泛应用于先进民用飞机的机身结构中。并且，其应用范围不断向民机的内饰结构如舱内壁板、座椅、行李舱等部位拓展。而民机内饰结构对复合材料的一个重要要求就是安全环保以及阻燃特性要求。目前，国内外对树脂基复合材料阻燃改性主要采取两种方法，一是采用反应型的添加剂使其分子链中含有阻燃元素或基团，此法可以避免阻燃剂的析出，但需要经过复杂的化学合成手段，技术路线较长，且改变了基体树脂的化学结构，其性能需重新进行试验验证。二是选择合适的阻燃剂作为添加剂，与基体树脂混合，阻燃剂通过自身的燃烧变化发挥阻燃抑制效用。不同类型的阻燃剂阻燃特性有所差异，有机卤系阻燃剂在材料燃烧时会释放大量有毒、腐蚀性的卤化氢气体而造成人员窒息中毒和设备腐蚀损坏，且产生大量烟雾，应用受到严峻挑战。磷系化合物是阻燃材料中十分重要的一类，在环氧体系中引入少量的磷元素，便能达到很好的阻燃效果。例如环氧体系中磷含量为2％，即可达到UL94V-0阻燃等级，而卤素含量通常需要9％～23％才能达到同等阻燃效果。而且含磷阻燃剂及阻燃聚合物相对含卤聚合物，对环境更为友好，因此目前在阻燃技术领域，尤其是民用飞机内饰结构的阻燃改性，含磷阻燃剂应用较为广泛。

虽然采用磷系阻燃剂与基体树脂混合，可以达到良好的阻燃效果，使用方便、适用性较广。但是该技术阻燃剂的添加量一般较大，用作树脂基复合材料的阻燃处理，将对基体树脂的性能尤其是复合材料的成型工艺性能产生一定影响。

尤其是对低成本制造工艺的典型代表液态成型工艺而言，其影响更为明显，这主要是与液态成型工艺的原理有关。RTM工艺作为一种闭模成型工艺，采用与制品形状相近的纤维预成型技术，通过压力辅助树脂的流动，完成对闭合模腔内纤维预成型体的浸润，可实现复杂结构复合材料制件的一次、整体成型，制造效率较高，工艺成本较低。而RTM工艺的首要前提，是需要有一个黏度较低的专用树脂体系。而较高含量的阻燃剂的加入，无疑会使RTM树脂的黏度急剧上升，很大程度上影响RTM树脂的流动特性，造成树脂对纤维预成型体流动浸润的困难，因此采用在基体树脂中直接添加阻燃剂的技术手段，难以适用于RTM成型工艺。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于液态成型工艺的定型-阻燃双功能纤维织物的制备方法，该双功能织物可用于低成本液态成型工艺制备可满足民用飞机舱内阻燃要求的复合材料制件。

本发明的技术方案是：

在定型-阻燃双功能织物表面黏附了定型-阻燃双功能定型剂；所述的定型-阻燃双功能定型剂中的阻燃剂分别为含磷二酚2-(5,5-二甲基-4-苯基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环已烷膦酸酯基)-对苯二酚(DPODB)、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、二苯氧(3-羟基)苯基氧化膦(BPHPPO)或聚磷酸铵(APP)；定型剂为芳香二胺型苯并噁嗪树脂预聚物；所述的纤维织物是玻璃纤维或碳纤维或芳伦纤维或玄武岩纤维或天然植物纤维中的一种或上述纤维的混编体，其织造形式可以是单向织物或平纹织物或缎纹织物或斜纹织物或无纺布或无纬布或非屈曲织物。

所述的定型-阻燃双功能织物按照如下方法制备：

(1)将芳香二胺型苯并噁嗪树脂加热熔融后，在其中加入阻燃剂，得到苯并噁嗪/阻燃剂共混物，其中阻燃剂用量为载体树脂用量的20～60％wt，将苯并噁嗪/阻燃剂共混物在130-170℃下预聚10-60min，得到苯并噁嗪/阻燃剂预聚物，冷却到室温，机械研磨制成50目以下的粉末，得到兼具阻燃功能的定型-阻燃双功能定型剂；

(2)将定型-阻燃双功能定型剂通过机械振动筛均匀撒布在纤维织物表面，用量为8～50g/m²纤维织物；经过红外烘房烘烤，形成黏附于纤维织物表面的小微粒，得到表面附着定型-阻燃双功能定型剂的适用于液态成型工艺的纤维织物。

本发明的优点是：