[发明专利]一种酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及用于运载火箭端头的玻璃布预浸料的制备方法，特别涉及一种酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法。

背景技术

玻璃钢复合材料具有比强度高、比模量大、可设计性强等优点，目前，国内一些航天构件现用材料体系为648树脂胶液浸渍SW180D高强玻璃纤维布预浸料，属于湿法浸胶制备预浸料。该法制备的预浸料存在制备效率低、胶含量不稳定、挥发物含量高(1～2％)、溶剂带来环境污染等不足。运载火箭端头玻璃钢制品的厚度在7mm以上，树脂中挥发份偏高时产品表面易出现花纹，且随机性较强，产品表面质量不佳，严重时可导致产品报废。此外，湿法预浸料生产需要长时间晾置，生产效率低，是制约运载火箭用玻璃钢制品生产能力的一个关键因素。由于溶液法制备预浸料工序繁琐，对工期安排具有较大的影响。热熔法制备预浸料是利用高分子材料随着温度的升固态、半固态降低的特性，采用热辊加热，提高树脂流动性，从而制备胶膜再与纤维织物复合制备预浸料。热熔法制备预浸料具有树脂含量稳定、生产效率高、挥发份低、无污染等特点。热熔法取代溶液法制备预浸料是解决运载火箭端头表面质量问题、制备效率低、环境污染等问题的理想工艺方法。

酚醛环氧树脂具有强度模量高、隔热性能好等优点，F46、648等牌号酚醛环氧，室温下属于半固态，若采用热熔法制备酚醛环氧/玻璃布预浸料，存在粘度过大，固化剂不容易分散，成膜性差无法涂膜、预浸料铺覆性差等工艺缺点。需要从配方和工艺两方面入手，制备出胶含量稳定、挥发份小、铺覆性好的预浸料，同时复合材料性能满足运载火箭端头的各项性能指标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种酚醛环氧树脂热熔预浸料的制备方法，解决由溶液法预浸料带来的挥发份高，产品容易出现缺陷的问题，制备得到的预浸料中胶含量稳定、挥发份含量低、预浸料的铺覆性好，生产效率高，且复合材料的力学性能、隔热性能显著提高。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法，包括如下步骤：

(1)、将液体环氧树脂、固化剂和促进剂通过高速搅拌混合均匀，得到母料；

(2)、将酚醛环氧树脂在100～120℃温度下加热1～3小时，使酚醛环氧树脂完全熔融；

(3)、将熔融状态的酚醛环氧树脂和步骤(1)得到的母料混合均匀，得到混合树脂；

(4)、将混合树脂涂布成厚度均匀的胶膜，涂膜温度为60～65℃；

(5)、采用热熔含浸机，在压辊加热的情况下，上下各放置一层胶膜、中间放置玻璃布，热压复合得到预浸料，压辊温度控制在80～100℃，含浸速度控制在4～6m/min。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，各组份的质量百分比含量如下：

液体环氧树脂+酚醛环氧树脂 92～95％；

固化剂 3～5％

促进剂 1.5～3.5％；

其中液体环氧树脂的质量为树脂总质量的5～15％，固态、半固态酚醛环氧树脂的质量为树脂总质量的85～95％。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述液体环氧树脂为830S或GELR-128环氧树脂。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述酚醛环氧树脂为固态或半固态，具体为F44、F46、F48或648酚醛环氧树脂。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述固化剂为双氰胺、间苯二胺或三氟化硼-二乙胺；所述促进剂为敌草龙、液体咪唑或双脲。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述玻璃布为SW180或SW280。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述步骤(4)中采用热熔涂布机将混合树脂涂布成厚度均匀的胶膜，并调节热熔涂布机的辊距和涂膜速度，调整胶膜面密度，使胶膜中树脂的质量百分比含量在为32±2％。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述步骤(1)中采用三辊研磨机或高速搅拌机通过高速搅拌混合均匀。

在上述酚醛环氧树脂热熔预浸料制备方法中，所述步骤(5)制备得到的预浸料在130℃下，2～4个小时即可固化；隔热试验中热流峰值时试样背面温度≤90℃。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明针对传统方法制备的热熔预浸料的缺陷，对制备工艺及配方进行了创新设计和改进，制备得到的热熔预浸料中，不但预浸料中胶含量稳定、挥发份含量低、预浸料的铺覆性好，而且生产效率高，复合材料的力学性能、隔热性能好；