[发明专利]一种低熔点双马树脂单体共熔物及其制备方法、双马树脂组合物及双马树脂的制备方法

说明书

本发明提供了一种低熔点双马树脂单体共熔物及其制备方法、双马树脂组合物及双马树脂的制备方法，该共熔物由化学结构相似但不相同的多种双马树脂单体共熔混合得到；双马树脂通过60～150份低熔点双马树脂单体共熔物、5～50份稀释剂、1～15份界面改性剂制备得到。本发明通过相似化学结构共融破坏晶体结构的规整性，降低了双马树脂单体的熔点，提高了双马树脂非晶态在稀释剂中的稳定性；潜伏性稀释剂的加入显著提高了RTM双马树脂的工艺窗口，然后又通过界面改性剂提高双马树脂与增强材料的界面匹配性，因此本发明特别适合树脂传递模塑成型纤维增强树脂基复杂舱段结构，在制造大型结构件上也有重要的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及一种低熔点双马树脂单体共熔物及其制备方法、适用于大型耐高温舱段用RTM(Resin transfer molding，树脂传递模塑)双马树脂组合物及双马树脂的制备方法，属于高性能树脂基体应用技术领域。

背景技术

双马树脂具有耐温等级高、力学性能优异、耐辐射、耐湿热等优点，在航空航天上有着广泛的应用前景。双马树脂单体为结晶固体，因其结构不同熔点不同，但耐温等级较高的芳香族双马树脂单体熔点一般较高，在160℃以上，而且熔点以上凝胶时间非常短，因此双马树脂在使用前都需要进行工艺改性，降低其熔点，以满足RTM工艺、预浸料-热压工艺等。

双马树脂常见的工艺改性方法是引入可与双马树脂双键进行加成反应的二元胺、酰胺、酰肼、硫化氢、氰尿酸和多元酚等含活泼氢的化合物，并控制反应停留在B阶段(预聚阶段，对应RTM工艺操作窗口阶段)。该阶段一方面低聚物的存在破坏了双马树脂单体结构的规整性，树脂熔点下降，另一方面存在的双马树脂单体保留了树脂后期的可加工性。这种方法在预浸料用双马树脂的改性中应用较多。但RTM双马树脂不但要降低单体的熔点，还要降低双马树脂的粘度，而化学聚合会在一定程度上增加双马树脂的粘度。这种现象可通过加入大比例改性剂或者稀释剂大幅降低双马树脂的粘度，但大量改性剂无法保持双马树脂的耐热性，B阶段的双马树脂在稀释剂中又容易再次部分结晶析出，析出的结晶双马树脂颗粒在灌注时会过滤到织物表面，堵塞流道。因此化学改性不适合RTM工艺用耐高温双马树脂的工艺改性。

此外，针对RTM成型大型舱段结构，不但要求灌注树脂粘度较低，而且要求树脂在灌注温度下具有较长的工艺窗口。较长的工艺窗口，为大型舱段结构成型提供充裕的时间，利于工艺的实现。目前，这是本领域人员较为关注且亟需解决的问题。

通过RTM工艺或其他工艺成型的树脂基复合材料包括树脂和增强材料两类主材，两种材料在化学组成、物理性能等方面都存在着很大的差异，需要在树脂配方设计时考虑两者的界面匹配性，才能获得综合性能良好的复合材料。考虑到双马树脂与增强材料的亲和性和界面匹配性，可选择在双马树脂中加入界面改性剂，界面改性剂是与树脂反应后留下部分极性基团的一类改性剂，这部分极性基团与增强材料有较好的亲和性。双马树脂常用的界面改性剂有环氧树脂、氨基固化剂和酚类等，考虑到这些界面改性剂耐热等级一般，因此要选择高效的界面改性剂，通过较少的量，获得较佳的界面改性效果。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种低熔点双马树脂单体共熔物、适用于大型耐高温舱段用RTM双马树脂组合物及制备方法，通过多种化学结构相似不相同的双马树脂单体共混共熔，破坏单一双马树脂晶体结构的规整性，达到降低双马树脂单体软化点的目的，提高非结晶状态双马树脂在稀释剂中的稳定性；然后通过少量潜伏性稀释剂降低双马树脂的粘度和保持双马树脂的耐热性，显著提高了RTM双马树脂的工艺窗口宽度和耐温等级；并加入少量的高效界面改性剂，改善双马树脂与增强材料的界面匹配性，提高复合材料的综合性能，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种低熔点双马树脂单体共熔物，该共熔物由化学结构相似但不相同的多种双马树脂单体共熔混合得到，其中，化学结构相似但不相同的双马树脂单体包括以下两种结构通式表达的双马树脂单体：

通式A：其中，R1为含有至少一个芳香环的碳链结构；