[发明专利]先进复合材料用含氟亚胺基体树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子树脂材料及其制备领域，特别是涉及一种先进复合材料用含氟亚胺 基体树脂及其制备方法。

背景技术

复合材料的应用被认为是飞机、火箭、导弹等飞行器减重的一个重要解决方案，因此， 在航空航天领域中的应用相当广泛。随着飞行速度的提高，对复合材料的综合性能提出更 高的要求，尤其是耐高温性。

纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、吸湿性小、尺寸稳定性好、介电性能优良、 微波透过率高以及制品结构可设计性强等优点.。复合材料的耐高温性能主要取决于基体树 脂，因此，开发耐高温的基体树脂极为关键。

聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的高分子材料，具有特别优异的耐热性、耐低温性、 阻燃性、电气性能和力学性能，被广泛地应用于电子微电子、航空航天、激光、光电等高 科技领域。

聚酰亚胺本身不仅可以制备薄膜、纤维、工程塑料、粘合剂、涂料等，而且又可以 作为热固性树脂(如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯等)或含热固性树脂的高 分子体系的耐高温增韧改性剂。

中国发明专利CN1927908A公开了一种含酚羟基聚酰亚胺粉末的制备方法，其主要特 征在于：(1)摩尔比为1∶1的含酚羟基芳香族二元胺化合物或含酚羟基芳香族二元胺与 其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在强极性非质子有机溶剂中，氮气保护下，于0℃～ 30℃下反应3～12小时后，得到透明粘稠的聚羟基酰胺酸溶液，其中，强极性非质子有机 溶剂占整个反应体系的质量百分数为5％～30％；(2)氮气气氛中，加入共沸脱水剂，加 热升温，于120℃～160℃的温度范围内，回流共沸脱水亚胺化反应5～18小时，冷却至室 温，过滤，洗涤，真空干燥，得到含酚羟基聚酰亚胺粉末，其中，共沸脱水剂与强极性非 质子有机溶剂的体积比为0.1～10∶1。

虞鑫海等人【耐高温单组分环氧胶粘剂的研制，粘接，2008，29(12)：16-19】公开 了耐高温单组分环氧胶粘剂的制备方法，其主要特征在于：以马来酸酐(MA)为封端剂， 以2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(BAHPFP)、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷 (BAPOPP)、2，2-双[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(BPADA)为主原料合成得到 了含酚羟基的聚醚酰亚胺树脂(HPEI)；以所合成得到的HPEI为耐高温增韧剂，与 N，N，N′，N’-四缩水甘油基-4，4’-二氨基二苯甲烷(TGDDM)、氢化双酚A环氧树脂(HBPAE)， 潜伏性固化剂等配制得到了综合性能优异的耐高温单组分环氧胶粘剂。

石英纤维和双马来酰亚胺树脂(BMI)均具有优异的介电性能和力学性能。由石英纤维 作为增强材料，BMI作为基体材料，所构成的复合材料具有优良的耐湿热性能，较宽的温度 范围内具有稳定的介电性能，国外已得到相当广泛应用。例如，美国研制的第4代战斗机F -22中，树脂基复合材料的使用量已达到了结构总重量的24％，其中大部分为BMI基复 合材料。

马利锋，胡曙辉【增强双马来酰亚胺树脂基复合材料研究，化工新型材料，2005，33 (7)：1-3，12】公开了耐高温复合材料基体树脂及其制备方法，其主要特征在于：由4，4’ -二苯基甲烷双马来酰亚胺和烯丙基苯基化合物按1∶1.12质量比经预聚合后即可得到 改性BMI，预聚合是在带有搅拌器和能抽真空的反应玻璃瓶内进行。预聚合温度为110～ 125℃，在此温度下保持，直到获得清晰均匀溶液为止。以改性BMI作为复合材料的基体 组分，并用丙酮作为树脂的溶剂，用浸润剂处理的石英纤维纱作为复合材料的增强组分。经 热处理、切割、混合、撕松、烘干等工序后制得预混料，模压成型，得到耐高温复合材料。

聚酰亚胺分子结构中引入氟元素，不仅可以使树脂的成型加工性能得到大大改善，而 且也可以使其介电性能得到提高(如，介电常数和介电损耗下降)，同时有可保持聚酰亚 胺的优良的耐温性等。因此，基于含氟亚胺基体树脂及其复合材料应用前景广阔，如玻璃 纤维增强的含氟亚胺基体树脂复合材料可应用于高频PCB板、耐高温PCB板或电气绝缘材 料；含氟亚胺基体树脂也可应用于FPC粘合剂；碳纤维增强的含氟亚胺基体树脂先进复合 材料可应用于飞机壳体、机翼、蒙皮、桨叶等，也可应用于发动机的外涵道等。

本发明所公开的先进复合材料用含氟亚胺基体树脂及其制备方法，尚未见公开的文献 或专利报道。

发明内容