[发明专利]耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂及其制备方法和应用

说明书

一种耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂及其制备方法和应用，属于高分子材料领域。该耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂的原材料及各原料的重量份数为：双马来酰亚胺单体：100份；二烯丙基化合物：60～90份；耐高温增韧剂：5～25份；活性稀释剂：1～10份。其制备方法为：将二烯丙基化合物和耐高温增韧剂，140～150℃搅拌混合10～30min；再加入双马来酰亚胺单体，120～130℃搅拌10～30min，最后加入活性稀释剂，搅拌2～10min，降温至室温。其应用为制备固化物、制备纤维预浸料或制备纤维增强复合材料。双马来酰亚胺树脂具有较高的耐热性、优异的冲击韧性和良好的加工性，可用于制高性能先进树脂基复合材料，在航空航天复合材料领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及到一种耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂及其制备方法和应用。

背景技术

双马来酰亚胺树脂(BMI)是一种加成型的聚酰亚胺，具有优良的耐热性、力学性能以及耐热氧老化性等，与其它高性能树脂具有很好的相容性，如环氧树脂、氰酸酯树脂、聚醚酰亚胺树脂及聚醚醚酮树脂等，因而在航空航天、交通运输和机械电子等领域得到广泛的应用。但传统BMI也有诸多缺点，如溶解性差、熔点高、成型温度高和断裂韧性差等，很大程度上制约了其在某些领域的应用，实际应用的BMI均是经过改性的树脂体系。改性的主要目的是改善BMI的成型工艺性及其固化物的韧性。

在众多BMI改性方法中，与烯丙基化合物的共聚改性最为成功；该方法不仅可以有效改善BMI工艺性能、提高BMI固化物的韧性，而且能够降低成本。然而，烯丙基化合物改性BMI树脂体系的韧性仍难满足航空航天结构件对复合材料高损伤容限的要求。之后，研究人员开始采用高性能热塑性树脂对BMI进行改性，试图通过柔韧热塑性高分子链的引入进一步改善烯丙基改性BMI树脂的韧性。常用的热塑性树脂有聚酰亚胺(PI)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)等。研究发现PEI改性的BMI树脂具有最佳的韧性，复合材料的冲击后压缩强度(CAI)值最大。基于此，我国开发了QY9511牌号高韧性BMI树脂。商业化PEI的玻璃化转变温度为215℃，其引入在改善BMI树脂韧性的同时大大降低了树脂体系的耐热性；另外高分子量PEI的引入也显著增加了BMI树脂的熔融粘度，劣化了复合材料成型工艺性。因此，寻找新的PEI树脂体系，使其在既能够改善BMI树脂的韧性又能够保持其耐热性、力学性能，具有十分重要的应用价值。

含酞Cardo环结构聚醚酰亚胺(PEI-C)和含酞Cardo环结构聚醚腈酰亚胺(PENI-C)是我们课题组自主研发的一类介于热塑性树脂和热固性树脂之间的高性能树脂；可溶解于常规有机溶剂，玻璃化转变温度为250～350℃，高温力学性能优异；可单独用作高性能先进复合材料的基体材料，也可作为热固性树脂的增韧剂使用。本发明采用PEI-C、或PENI-C，并加入二烯丙基化合物对BMI树脂进行增韧改性，同时改善改善BMI树脂的冲击韧性和可加工性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是以耐高温增韧剂含酞Cardo环结构聚醚酰亚胺、或含酞Cardo环结构聚醚腈酰亚胺，并且加入二烯丙基化合物对BMI树脂进行增韧改性，同时加入少量活性稀释剂改善BMI树脂的工艺性能；在保持BMI树脂较高耐热性和力学性能的基础上，提高BMI树脂的成型工艺性能以及固化物的冲击韧性，并且双马来酰亚胺树脂具有良好的溶解性能和较低的软化点。同时，提供了一种耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂的熔融预聚工艺制备方法，同时提供了耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂在其固化物、其纤维预浸料、其纤维增强复合材料上的应用，以及各个应用材料的制备方法。

本发明提供了一种耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂，该耐高温高韧性双马来酰亚胺树脂的原材料及各原料的重量份数为：

双马来酰亚胺单体：100份；

二烯丙基化合物：60～90份；

耐高温增韧剂：5～25份；

活性稀释剂：1～10份；