[发明专利]一种结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种结构承载‑烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂及其制备方法和应用。所述结构承载‑烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂包含以质量份数计的如下组分：自催化型邻苯二甲腈树脂80～100份，所述自催化型邻苯二甲腈树脂为分子结构中含氨基的邻苯二甲腈树脂与邻苯二甲腈树脂的混合物；可共固化增韧剂5～30份；抗烧蚀改性剂1～20份，所述抗烧蚀改性剂为二氧化硅颗粒、二氧化锆颗粒、碳化硼颗粒中的一种或多种。本发明的结构承载‑烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂具有适宜的熔融粘度，适合于模压或热压罐复合材料成型工艺；采用其制得的树脂基复合材料具有较高的强度和优异的抗烧蚀性能，适用于结构承载‑烧蚀一体化复合材料制件。

技术领域

本发明属于邻苯二甲腈树脂改性技术领域，尤其涉及一种结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂及其制备方法和应用。

背景技术

迅速发展的航空、航天事业，对材料在极端环境下的性能提出了更高要求，高强、高模、高耐热、高韧性、结构功能一体化成为发展趋势。邻苯二甲腈树脂以其优异的耐高温性能和突出的耐化学腐蚀性、阻燃性和耐吸湿性，在航空航天、舰船、机械、电子材料等领域得到了广泛应用，是目前最具结构-功能一体化应用潜质的耐高温树脂体系之一。但是由于邻苯二甲腈树脂的熔融粘度较低，并且由于其较高的交联密度和刚性结构，固化后树脂内应力大，存在质脆、抗冲击韧性差等缺点，无法很好地满足模压成型工艺对树脂的要求，且应用在复合材料中时存在力学性能较差等问题。

目前邻苯二甲腈树脂增韧的方法主要包括刚性纳米粒子填充、热塑性树脂和其他热固性树脂共混。但是这些方法存在的不足是：要么由于填充的纳米粒子与邻苯二甲腈树脂相容性较差的问题而导致增韧后的邻苯二甲腈树脂在制备复合材料时会影响力学性能，要么是由于共混的树脂会影响增韧后的邻苯二甲腈树脂的耐热性。

中国专利申请CN202011324276.7公开了一种改性邻苯二甲腈树脂，该专利申请中的改性邻苯二甲腈树脂相比传统增韧方法改性的邻苯二甲腈树脂很好的解决了相容性差、树脂耐热性较差的问题，能很好地满足模压复合材料成型工艺对树脂的要求，可有效提高树脂基复合材料层间剪切强度以及拉伸强度。但是采用该专利申请中的改性邻苯二甲腈树脂制得的树脂基复合材料的拉伸强度、层间剪切强度和抗烧蚀性能有待进一步提高。

综上，非常有必要提供一种结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂及其制备方法和应用，以提高现有结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂基复合材料的力学性能、层间剪切强度以及抗烧蚀性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂及其制备方法和应用。

本发明在第一方面提供了一种结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂，所述结构承载-烧蚀一体化邻苯二甲腈树脂包含以质量份数计的如下组分：自催化型邻苯二甲腈树脂80～100份，所述自催化型邻苯二甲腈树脂为分子结构中含氨基的邻苯二甲腈树脂与邻苯二甲腈树脂的混合物；可共固化增韧剂5～30份；抗烧蚀改性剂1～20份，所述抗烧蚀改性剂为二氧化硅颗粒、二氧化锆颗粒、碳化硼颗粒中的一种或多种。

优选地，所述自催化型邻苯二甲腈树脂为氨基芳醚型邻苯二甲腈树脂与邻苯二甲腈树脂的混合物，在所述自催化型邻苯二甲腈树脂中，所述氨基芳醚型邻苯二甲腈树脂与邻苯二甲腈树脂的质量比为(5～15)： (85～95)；和/或所述邻苯二甲腈树脂为双酚A型邻苯二甲腈树脂、双酚F型邻苯二甲腈树脂、间苯二酚型邻苯二甲腈树脂中的一种或多种。

优选地，所述可共固化增韧剂为含有邻苯二甲腈侧基或端基的热塑性高分子；所述热塑性高分子为聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯醚、聚醚砜中的一种。

优选地，每个所述可共固化增韧剂分子中可参与反应的邻苯二甲腈基团的数目不少于2个；更优选的是，所述可共固化增韧剂的分子量为1000～5000，所述可固化增韧剂的摩尔质量为1000～5000g/mol。