[发明专利]一种预浸料、复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种预浸料、由该预浸料制备得到的复合材料及其它们的制备方法和应用。预浸料的制备方法包括：按照重量份数，称取40‑60份环氧树脂、增容剂2‑8份、阻燃剂12‑18份、酚羟基改性聚苯醚20‑40份，并混合均匀，得到环氧树脂混合物；按照重量份数，称取环氧树脂混合物50‑80份，固化剂10‑40份，均匀分散于溶剂中，蒸发掉溶剂，得到阻燃环氧树脂；由阻燃环氧树脂和增强纤维制备得到预浸料。本发明所制备的改性树脂具有优异的耐冲击性能和阻燃性能，所制备的预浸料和复合材料可以应用于飞机内部非金属材料、舰船饰面材料以及建筑用材等诸多领域。

技术领域

本发明涉及一种预浸料，更具体地，涉及一种预浸料、由该预浸料制备得到的复合材料及其它们的制备方法和应用。

背景技术

先进复合材料常用树脂体系有酚醛、环氧、双马和氰酸酯树脂等，其中环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、电绝缘性能、化学稳定性能。然而环氧树脂也具有容易燃烧，力学性能尤其是冲击性能差的缺点。环氧树脂基玻璃纤维复合材料具有成本低廉、加工时体积收缩率小等突出优点，在建筑、交通运输、体育器材、电子电器、航空康天等领域应用广泛。预浸料是复合材料制备过程的中间材料，其质量的优劣直接影响到最终制品复合材料的质量。基于环保要求，目前提高环氧基预浸料阻燃性能的方法是在环氧树脂中添加添加型或者反应型的阻燃剂。

现有技术中，只是重点关注材料的阻燃性能或是力学性能，且并没有考虑如何提高材料的综合性能，此外，由于阻燃剂添加量较大，且与基体的相容性较差导致材料的力学性能降低，从而限制了阻燃复合材料的应用范围。

发明内容

针对现有技术中阻燃复合材料的阻燃性能或力学性能不能兼顾的缺陷，本发明提供了一种预浸料及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种预浸料的制备方法，包括：按照重量份数，称取40-60份环氧树脂、增容剂2-8份、阻燃剂12-18份、酚羟基改性聚苯醚20-40份，并混合均匀，得到环氧树脂混合物；按照重量份数，称取所述环氧树脂混合物50-80份，固化剂10-40份，均匀分散于溶剂中，蒸发掉溶剂，得到阻燃环氧树脂；由所述阻燃环氧树脂和增强纤维制备得到预浸料。

在上述制备方法中，所述酚羟基改性聚苯醚的制备方法包括：使甲醛、甲醇和二苯醚在浓硫酸催化下，在70-80℃下发生反应，制得甲氧基二苯醚；使所述甲氧基二苯醚与苯酚在对甲苯磺酸催化下，在80-90℃下发生反应，制得所述酚羟基改性聚苯醚。

在上述制备方法中，所述增容剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，所述阻燃剂选自六苯氧基环三磷腈、三聚氰胺聚磷酸盐、聚磷酸胺、磷酸三甲苯酯中的一种或多种的组合，所述固化剂为水性聚异氰酸酯固化剂。

在上述制备方法中，所述溶剂选自甲醇、丙酮、乙酸乙酯、丙二醇中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，由所述阻燃环氧树脂和增强纤维制备得到预浸料的步骤进一步包括：将所述阻燃环氧树脂先采用涂膜机制备得到胶膜，然后采用含浸机含浸，通过挤胶辊挤压处理，由所述胶膜和所述增强纤维制备得到预浸料。

在上述制备方法中，所述增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、石英纤维或芳纶纤维中的一种或多种的组合。

在上述制备方法中，通过超声的方式将所述环氧树脂混合物、所述固化剂均匀分散于丙酮中。

根据本发明的第二方面，还提供了一种由上述制备方法制备得到的预浸料。

根据本发明的第三方面，还提供了一种复合材料的制备方法，包括：将上述制备方法制得的预浸料在真空烘箱100-120℃加热0.5-1.5h，140-160℃固化1.5-2.5h，170-190℃固化1.5-2.5h，190-210℃固化1.5-2.5h，得到复合材料。