[发明专利]耐湿热氰酸酯/微胶囊复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐湿热复合材料及其制备方法，特别涉及一种氰酸酯(CE)/微胶囊复合材料及其制备方法，具体为采用聚脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊改性CE以提高复合材料耐湿热性能的方法，属于高性能树脂基复合材料领域。

背景技术

高性能树脂基复合材料具有比强度高、耐热好、质轻等许多优点，广泛地应用于国防和民用工业的尖端领域。CE复合材料作为高性能树脂基复合材料的典型代表，其具有优异的力学性能，高耐热性，良好的耐环境性及介电性能等，在航空航天、电子等领域具有广泛的应用前景。但是固化后的CE存在的最大缺点之一是性能脆、韧性差，因此目前对CE增韧改性研究较多。常见的方法有热塑性树脂改性、橡胶改性、共聚及共混改性等。由于CE复合材料使用环境十分复杂，经常受湿热、承载等的作用，因此材料的性能不可避免地会降低。对于固化后的CE，由于其交联结构的特殊性，本身具有较低的吸湿性。但是考虑到吸湿性对CE材料的性能如力学性能，热稳定性能及介电性能等影响很大，而且提高其耐吸湿性能有利于材料性能的维持，延长材料的使用寿命，扩展材料的应用领域。因此，研究如何提高CE复合材料的耐吸湿性能具有重要意义。目前，有关CE复合材料耐湿热性能提高的研究报道较少。通过加入环氧化的聚硅氧烷，热塑性树脂如聚砜，少量的环氧树脂及合成新的CE单体可以提高CE复合材料的耐湿性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的耐湿热氰酸酯/微胶囊复合材料及其制备方法。

实现本发明目的所提供的一种耐湿热氰酸酯/微胶囊复合材料，按重量计其组分为：

氰酸酯：100份，

环氧树脂：0～5份，

环氧树脂微胶囊：2～30份，

纤维：0～600份。

上述耐湿热氰酸酯/微胶囊复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)按重量计，在100份的氰酸酯中加0～5份的环氧树脂，在100℃的温度条件下加热熔融后于130～140℃下预聚40min，再加入2～30份的环氧树脂微胶囊，搅拌均匀得到含有微胶囊的氰酸酯树脂体系；

(2)纤维加入量为0时，将上述体系直接注入经预热且涂有脱模剂的模具中，经真空脱气后，按工艺120℃/1h+150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h条件进行固化处理；纤维加入量大于0～600份时，步骤(1)后待树脂体系冷却至60℃温度以下，加入丙酮配成胶液，搅拌均匀后刷至玻璃纤维布上，待挥发份小于1％后，将预浸料裁减，铺层于模具中，在平板热压机上压制成型；复合材料成型时先在120℃保温1h，加/卸压数次进行放气，然后加压力1MPa，再按工艺150℃/1h+180℃/2h+200℃/2h条件进行固化处理。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂和线性酚醛环氧树脂；所述的双酚A环氧树脂为E-55、E-51、E-44、E-42、E-33和E-20；所述的线性酚醛环氧树脂为F-44、F-51、F-48、F-46、JF-45和JF-43。

所述的微胶囊为聚脲甲醛包覆的环氧树脂微胶囊，其粒径范围为10～900μm。

所述的纤维为碳纤维和玻璃纤维；所述的碳纤维包括T300、T400H、T700、T800、IM6、IM7、IM8和高模量碳纤维M40、M40J、M55J、M60J；所述的玻璃纤维包括EW-210，EW240，SW220，SW100A，CWR200-90，CWR300-90，CW100E-100，CW120D-100，EW210，EW240，SW220，SW100A，CWR200-90，CWR300-90，CW100E-100和CW120D-100。

上文中，所述的聚脲甲醛包覆环氧树脂微胶囊为中国发明专利CN1927187“三聚氰胺甲醛包覆双环戊二烯微胶囊及其制备方法”中公开的技术，其组分为：三聚氰胺、甲醛溶液、双环戊二烯、阻聚剂、水、表面活性剂和消泡剂。制备步骤是：将三聚氰胺、甲醛溶液、水放入瓶中，加热并采用碱液调节溶液、得到三聚氰胺甲醛预聚体溶液；将DCPD与水溶液混合，注入反应瓶中搅拌加三聚氰胺甲醛预聚体溶液，再加含有乳化剂和消泡剂的水溶液搅拌；控制反应体系的升温速率，保温并结束反应；将产物用水洗数次，经抽滤与干燥得到微胶囊产品。