[发明专利]预浸料用树脂料、预浸料、它们的制备方法、及包括预浸料的超材料基板和超材料

说明书

技术领域

本发明涉及预浸料领域，具体而言，涉及一种预浸料用树脂料、预浸料、它们的制备方法及包括预浸料的超材料基板和超材料。

背景技术

预浸料是指由碳纤维束、玻璃纤维材料等增强材料经过某种树脂浸胶后形成的均匀规则的预浸体的复合材料，这种材料良好的粘结性和柔韧性，可适合层铺成型工艺，可直接用于结构复杂的复合材料制品的制造，被广泛运用在航空航天事业以及军事设备中，特别是飞机螺旋桨及机翼，机身的材料和一些重要的弹壳体等等。生产预浸料的方法主要有干法和湿法。

目前湿法工艺就是目前运用最为广泛的，所谓湿法就是指碳纤维或者其他纤维类在某种浸胶装置中运用稀释剂的情况下和树脂相结合，然后经过烘干固化最终成型的一种方法。例如，在广东生益科技股份有限公司所享有的专利CN102532801A中公布了一种氰酸酯与环氧树脂组合物的湿法预浸料与层压材料。虽然湿法预浸料它在工艺工程比较简单，但是在后期进行缠绕过程中需要重新通过固化炉将其中所用的稀释剂等杂余成分进行挥发，影响环境，也浪费溶剂。

而采用干法制备的热熔型预浸料，它有独特的优点，制备的材料中间隙缺陷小，预浸料挥发物含量很低，力学性能较好，预浸料具有良好的粘结性，可以适用于后期的层铺等多种成型工艺。热熔型环氧树脂预浸料就是在其热熔状态下进行直接浸胶得到的，这种方法制备出的预浸料后续的成型工性灵活。目前热熔型预浸料采用的树脂大多是环氧树脂。例如黑龙江省科学院石油化学研究院所享有的专利CN102108185A中公开了一种环氧基体树脂、预浸料及其制备方法和制备预浸料采用的装置。这种热熔型环氧树脂预浸料具有较短的粘性储存期很短，在室温储存期1个月左右，给储存、运输和使用带来很大困难。为了延长储存期，不得不采取低温（一般为～18℃）储存和运输，随之增加了工艺困难，也大大提高了复合材料的制造成本。

发明内容

本发明旨在提供一种预浸料用树脂料、预浸料、它们的制备方法及包括预浸料的超材料基板和超材料，以延长预浸料的存储期间。

为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供了一种预浸料用树脂料，该预浸料用树脂料由树脂料原料预聚合制备而成，树脂料原料按重量份计包括：40～100份的氰酸酯，以及0～60份的有机改性剂，有机改性剂包含环氧基团、双键基团或酰胺基团中的一种或多种。

进一步地，上述预浸料用树脂料原料按重量份计包括：40～95份的氰酸酯，以及5～60份的有机改性剂。

进一步地，上述预浸料用树脂料中氰酸酯为芳香基氰酸酯或脂肪基氰酸酯；优选地，氰酸酯为双酚A型氰酸酯、环戊二烯型氰酸酯、酚醛型氰酸酯、双酚E型氰酸酯、四甲基对二甲苯型氰酸酯、四甲基双酚F型氰酸酯、联苯型氰酸酯和对二甲苯型氰酸酯中的一种或多种。

进一步地，上述预浸料用树脂料中有机改性剂为环氧树脂、含有亚酰胺基团的树脂、双马三嗪树脂中的一种或多种，优选地，环氧树脂为联苯芳烷基型环氧树脂，萘酚芳烷基型环氧树脂，联苯型环氧树脂，萘型环氧树脂中的一种或多种；优选地，含有亚酰胺基团的树脂为马来酰亚胺和/或双马来酰亚胺；更优选地，含有亚酰胺基团的树脂为N-甲基苯基马来酰亚胺和/或4,4’-双马来酞亚胺基二苯甲烷。

进一步地，上述预浸料用树脂料中树脂料原料还包括1～30份的改性填料，改性填料为聚苯醚或弹性体，优选地，弹性体为环氧端基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶和氯丁橡胶中的一种或多种。

进一步地，上述预浸料用树脂料中树脂料原料还包括1～10份的酚类催化剂，优选地，酚类催化剂为壬基酚，更优选地，树脂料原料还包括按氰酸酯摩尔计5～800ppm的有机金属盐催化剂，优选地，有机金属盐催化剂为辛酸锌、辛酸锰、二月桂酸二丁基锡或乙酞丙酮钴中的一种或多种。

本发明的另一方面，提供了一种预浸料用树脂料的制备方法，包括以下步骤：将氰酸酯、有机改性剂、可选的改性填料混合，加热搅拌下加入可选的酚类催化剂和/或可选的有机金属盐类催化剂，保持温度反应1～3h获得预浸料用树脂料。

进一步地，上述制备方法包括以下步骤：将氰酸酯、有机改性剂、可选的改性填料加入到温度为50℃～250℃，优选为100℃～200℃，更优选为100℃～180℃的油浴中，搅拌的条件下加入可选的酚类催化剂和/或可选的有机金属盐类催化剂，持续搅拌1min～120min，优选为5～60min，更优选为10～30min，保持温度预聚合反应1～3h获得预浸料用树脂料。

本发明的又一方面，提供了一种预浸料，由增强材料经树脂料浸胶后形成，树脂料为上述的预浸料用树脂料。