[发明专利]一种热塑性聚合物基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热塑性聚合物基复合材料及其制备方法，所述热塑性聚合物基复合材料是由环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、双官能度胺(以活泼氢计算)的混合物或低聚物浸渍增强材料并原位聚合制成。本发明制备的热塑性聚合物基复合材料具有优异的浸渍效果，优良的二次加工性能、较高的耐热性能、阻燃性及力学性能，综合性能优异。

技术领域

本发明涉及一种热塑性聚合物基复合材料及其制备方法，属于聚合物基复合材料技术领域。

背景技术

聚合物基复合材料已广泛应用到航空航天、船舶、汽车等领域，根据其树脂基体的不同可分为热固性和热塑性复合材料。在过去的半个世纪中，热固性树脂基复合材料作为一种新型材料早已获得工程界的普遍承认，已经进入工业化生产阶段，并以相当高的速率保持快速增长。但是，热固性复合材料仍然存在着某些不足，如固化时间长、VOC排放大、抗冲击和抗损伤能力低等。当今时代，全世界都在极度关注废弃物和有害气体对环境造成的日益严重的污染问题，欧美等发达国家已经开始要求复合材料制造商对热固性复合材料废弃物进行回收处理，并限制热固性复合材料成型过程中有害气体的排放。热塑性复合材料因其成型时间短、废料可以回收再利用等独特优点，受到复合材料界广泛关注。

目前，热塑性复合材料的制造方法主要为热熔法或溶剂法。热熔法主要是通过加热的方法将热塑性树脂熔融变成粘稠状液体然后再浸渍纤维。但是，热塑性聚合物熔体均具有较高的熔体粘度，较高的熔融温度，给热塑性复合材料的纤维浸渍和加工成型带来了一定的困难。溶剂法是通过适当的溶剂将树脂溶解变成溶液然后再浸渍纤维，然后再将溶剂加热蒸发除去。但是这种方法成本高，VOC排放大，且残留的溶剂会影响复合材料的性能。因此，原位聚合法制备热塑性聚合物基复合材料越来越得到关注。

中国专利CN 200510110969公开了一种原位聚合法制备纤维增强ABS的方法。中国专利CN 201610382346公开了一种原位聚合法制备纤维增强聚烯烃及PMMA的方法。中国专利CN 200610040172公开了一种热塑性聚氨酯(TPU)/尼龙6复合材料的原位缩聚的制备方法。上述方法主要是针对现有常用热塑性基体，通过原位聚合的方法制备热塑性复合材料，可以克服传统熔融法及溶剂法的部分缺点，但是其制备的复合材料的界面性能未能得到关注。

中国专利CN 106117514 A公开了一种热塑性复合材料及制备的方法，是采用单官能基一级胺或双官能基二基胺和环氧树脂的混合物浸渍纤维后，通过原位聚合的方法制成复合材料。这种方法虽然解决了界面问题，但是使用通用环氧树脂制备的复合材料耐热性能较低，玻璃化转变温度为50-65℃，在较低温度下即会软化变形，实用价值不高。

传统热固性复合材料虽然具有耐热高、强度高等优点，但存在环境友好性不足、生产工艺受限、不可回收等缺点；热塑性复合材料具有成型速率高、无VOC排放、环境友好、可回收利用等优势，但传统热塑性复合材料存在树脂对纤维的浸润不足，耐热不足等劣势。生产热塑性复合材料主流的热熔法浸渍效果差，所需温度高；溶剂法将会消耗大量的有机溶剂，易造成环境污染；新兴的原位聚合法在界面、原料选用、耐热性能方面存在不足。因此，需要开发一种综合性能优良的热塑性复合材料。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种热塑性聚合物基复合材料及其制备方法，通过综合利用环氧树脂的界面粘接性、双马来酰亚胺树脂的耐热性及阻燃性、混合物的低粘度等特性，制备出具有优异的综合性能的复合材料。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种热塑性聚合物基复合材料，由双马来酰亚胺树脂、环氧树脂、双官能度胺的混合物或低聚物浸渍增强材料后进行原位聚合反应而制成，所述双马来酰亚胺树脂、环氧树脂、双官能度胺的配比按下式计算：

M_H/(M_M+M_E)＝1.0～1.5