[发明专利]一种高韧双马来酰亚胺树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及高韧双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺固化树脂、两种树脂的制备方法、含有所述树脂的预浸料和由所述预浸料制备的复合材料。本发明制备的双马树脂是一种集耐热性能、力学性能和加工性能于一体的高性能树脂，其热分解温度均大于440℃，同时固化物冲击强度均大于20KJ/m²，其中最大值30KJ/m²，与环氧树脂水平相当。采用双马树脂为基体制备的复合材料CAI值可高达240MPa，满足航空航天结构件使用要求。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及高韧双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺固化树脂、两种树脂的制备方法、含有所述树脂的预浸料和由所述预浸料制备的复合材料。

背景技术

双马来酰亚胺树脂(简称“双马树脂”)以其优异的耐热性、耐辐射、耐湿热、力学性能等特点在航空、航天、机械、电子等领域具有广泛的应用。然而双马树脂的交联密度过高，分子链刚性大，导致其韧性差，不能满足先进结构复合材料对树脂基体的韧性要求。因此提高双马的韧性一直是研究者努力的方向之一。

目前双马树脂增韧改性的方法主要有以下几种：二元胺改性，橡胶改性，环氧树脂改性，烯丙基化合物改性，内扩链改性，热塑性大分子改性，纳米粒子改性等。

采用二元胺、橡胶、环氧树脂改性虽然韧性提高幅度较大，但是树脂的耐热性能下降明显。烯丙基化合物是应用最成熟的增韧改性方法，改性后的双马树脂韧性虽然得到提高，但是改性后双马软化点较高，不适合干法制备预浸料。采用内扩链增韧改性需要对分子结构重新设计合成，从合成到批量化稳定生产需要较长的时间，研究成本高。采用热塑性大分子或者纳米粒子增韧改性可较大程度提高双马的韧性，但是树脂的粘度会大幅度提高，导致树脂的加工性能变差。

适用于干法预浸料工艺的高韧双马树脂除了韧性要求外，同时还要求双马树脂的软化点低，室温具有铺覆性；高温粘度大于3Pa.s，这样制备的双马树脂胶膜才能完整，模压时流胶不严重，复合材料的尺寸易于控制。目前的增韧双马树脂很难实现适合干法预浸料工艺。

发明内容

本发明的目的在于改善上述现有技术的不足，提供一种高韧双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺固化树脂、两种树脂的制备方法、含有所述树脂的预浸料和由该预浸料制备的复合材料。

本发明的第一方面是提供一种制备双马来酰亚胺树脂的双马来酰亚胺组合物，所述组合物包括以下重量份的组分：

双马来酰亚胺单体 20-100份，

烯丙基化合物 10-90份，

热塑性大分子 5-25份，

多官能环氧树脂 3-10份；

其中，所述双马来酰亚胺单体、烯丙基化合物、热塑性大分子的重量份之和为100份；多官能环氧树脂的重量份是相对于双马来酰亚胺单体、烯丙基化合物和热塑性大分子的重量份之和而言的。

根据本发明，所述组合物还包括0.1-10份的表面改性剂，表面改性剂的重量份是相对于双马来酰亚胺单体、烯丙基化合物和热塑性大分子的重量份之和而言的。

根据本发明，所述组合物还进一步包括0.1-2份的自由基捕捉剂，自由基捕捉剂的重量份是相对于双马来酰亚胺单体、烯丙基化合物和热塑性大分子的重量份之和而言的。

根据本发明，所述双马来酰亚胺单体选自N,N’-4,4’二苯甲烷双马来酰亚胺、2-甲基-1,5-双马来酰亚胺基苯、2,2’-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷或3-烯丙氧基单马来酰亚胺中的一种或多种。