[发明专利]一种酚氧树脂预浸料及热熔法制备该酚氧树脂预浸料的方法

说明书

本发明公开了一种酚氧树脂预浸料及热熔法制备该酚氧树脂预浸料的方法。方法包括：将酚氧树脂加热熔融，加入异佛尔酮二异氰酸酯及催化剂混合均匀，于60～85℃进行反应，反应至体系内的—NCO基团含量低于或等于50％时将反应产物在胶膜机上制备成胶膜；将胶膜与纤维用于热熔法预浸料机组上，上下胶膜与纤维形成夹芯排列进入100～180℃热压辊，经过热压辊后，降低温度并覆PE膜，收卷，得酚氧树脂预浸料。该方法创造性的将酚氧树脂交联改性的化学反应过程与树脂浸渍纤维的物理过程结合在一个工序中，省去了二次加热，并通过加入交联剂使酚氧树脂交联固化，使其在保留快速成型能力的同时，固化产物的耐溶剂及力学性能、耐热性能提高。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种热熔法制备酚氧树脂预浸料的方法。

背景技术

预浸料是先进复合材料的中间材料，它是复合材料结构的基本单元。先进复合材料的力学性能与化学性能在很大程度上取决于预浸料的内在质量，复合材料的成型工艺性与预浸料状态也密切相关。

预浸料以基体种类可分为热塑性树脂预浸料和热固性树脂预浸料。热塑性复合材料预浸料具有存放条件无限制、边角料可以回收重新利用、成型周期短等优点，因此得到了业界广泛关注和迅速发展。

酚氧树脂(Phenoxyl resin)是指分子量在7000—450000范围的超高分子量环氧树脂，其结构式如下所示：

其微观结构为直链状线性高分子，因此具有热塑性聚合物的特征。并由于其分子主链上存在苯环和次丙基，因此具有优良的机械强度和韧性。在高的负载速度下仍能显示出良好的延展性、低的蠕变性和模塑收缩率，是一种理想的热塑性塑料。但其软化点较低，限制了其使用范围，同时相比热固性树脂，并且由于其常温下为固体，即使加热后粘度也很大，难于浸渍纤维，因而无法作为复合材料的基体材料使用。

在以往的研究中，通常把酚氧树脂作为添加剂，与其他树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯等)掺混使用，由于酚氧树脂并未参与其交联反应，因此只是简单的物理共混，虽然能一定程度上增加共混体系的韧性，但并未发挥酚氧树脂的性能优点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有酚氧树脂预浸料制备工艺及性能上的不足，提供一种通过热熔法制备预浸料的方法。该方法创造性的将酚氧树脂交联改性的化学反应过程与树脂浸渍纤维的物理过程结合在一个工序中，省去了二次加热的步骤，并且通过加入交联剂使酚氧树脂交联固化，可使其在保留快速成型能力的同时，固化产物的耐溶剂及力学性能、耐热性能提高。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种热熔法制备酚氧树脂预浸料的方法，包括：

(1)将酚氧树脂加热熔融，加入异佛尔酮二异氰酸酯及催化剂，于60～85℃进行反应，反应至体系内的—NCO基团含量低于或等于50％时将反应产物在胶膜机上制备成胶膜；

(2)将所述的胶膜与纤维用于热熔法预浸料机组上，上下胶膜与纤维形成夹芯排列，一起进入热压辊，控制温度为100～180℃；经过热压辊后，降低温度并覆PE膜，收卷，得酚氧树脂预浸料。

异佛尔酮二异氰酸酯IPDI是一种脂环族异氰酸酯，也是一种优良的溶剂，其分子中含有两个异氰酸酯(—NCO)基团，一个是连在脂肪链上，另一个是连在脂肪环上，其结构式如下所示：

由于连在侧链上的—NCO基团活性比连在脂肪环上的—NCO基团强，因此可以通过控制反应条件使之先后与酚氧树脂中的羟基反应，这样可使异佛尔酮二异氰酸酯先作为溶剂，降低酚氧树脂的粘度，使之易于制备浸渍纤维，再作为交联剂，使酚氧树脂交联，提高耐热性及力学性能。