[发明专利]一种氰酸酯树脂复合材料界面处理方法

说明书

本发明属于航空复合材料制造领域，具体涉及一种氰酸酯树脂复合材料界面处理方法，本发明在氰酸酯树脂基复合材料制备过程中在石英纤维表面涂覆有机硅处理剂，然后通过溶液浸渍法制备预浸料并制备复合材料，本发明在进行复合材料的制备前，在石英纤维布表面涂覆低分子有机硅处理剂，制备石英纤维增强氰酸酯树脂预浸料。上述方法通过低分子有机硅处理剂与氰酸酯的化学反应在界面形成了化学键，提高了复合材料界面强度，并最终提高了氰酸酯树脂复合材料的力学性能和介电性能，对于石英纤维增强氰酸酯树脂复合材料的制备具有较高的应用价值。

技术领域

本发明属于航空复合材料制造领域，具体涉及一种氰酸酯树脂复合材料界面处理方法。

背景技术

树脂基复合材料由于具有比强度大、比模量大、质量轻、电绝缘性好等特点，被广泛应用于导弹、飞机、航天器、雷达等,以减轻重量,承受高速风压。树脂基复合材料的透波性能与纤维种类、树脂基体以及复合材料的界面等有关。树脂基体对材料透波性能的影响取决于其本身的介电特性，氰酸醋树脂作为一种新型的热固性树脂,具有优良的力学性能、高的玻璃化转变温度、极低的介电常数和介电损耗,这些优异的性能使它能够满足航空航天领域高性能透波复合材料的严格要求；石英纤维/氰酸酯复合材料的介电常数在3.25左右，具有较好的宽频透波特性，因此本项目选择石英纤维作为复合材料的增强材料；

在复合材料制造中,一旦树脂基体和增强材料确定后,二者所形成的界面是影响电磁波透过性的关键因素。

目前,最常用的方法就是使用偶联剂,偶联剂不仅能加强有机相与无机相间的相容性,还能使复合材料的机械性能、力学性能、电性能及耐磨性能等方面得到极大的改善，尤其是经偶联剂处理的石英纤维表面能显著提高热固性或热塑性树脂复合材料的力学性能,这是由于改变了界面层结构状态,引进了化学键结合,提高了界面层粘结强度及应力传递的结果。现有的偶联剂品种非常繁多,而目前报道的偶联剂研究往往侧重于纤维与基体的界面粘接,以此来提高复合材料的力学性能,而关于偶联剂对复合材料介电性能的影响研究较少。目前，传统常用的氨基硅烷处理剂和不饱和键硅烷处理剂分别针对环氧树脂和不饱和树脂与纤维的界面结合，对氰酸酯与石英纤维之间的界面结合不适用。其中，氨基硅烷处理剂虽然会提高材料的力学性能，但其中的氨基基团对复合材料的透波性能影响较大；不饱和键硅烷处理剂则与氰酸酯树脂无法发生化学反应形成化学键，从而对复合材料的力学性能有所影响

发明内容

本发明创造目的：本发明选取了适用于氰酸酯/石英纤维界面的处理剂以增强石英纤维与氰酸酯树脂间的结合性能，提高氰酸酯复合材料的透波性能及力学性能。

根据电磁波理论,应尽可能减少极性基团的存在,以减少界面极化而引起的电磁波损失，同时，从材料的整体性能考虑,该偶联剂应同时满足力学粘接和电磁波增透的要求。

为了解决上述石英纤维表面处理剂与石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料不匹配的问题，本发明采用低分子有机硅处理剂对石英纤维表面进行涂覆处理，并制备了氰酸酯树脂预浸料及复合材料，提高了复合材料界面强度，并最终提高了氰酸酯树脂复合材料的力学性能和介电性能。

本发明的内容：一种氰酸酯树脂复合材料界面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：干燥，将石英纤维布放入烘箱中干燥1-5小时，取出后放入干燥器中，冷却后称重；

步骤二：偶联剂溶液配制，将水和丙酮按1:2.5-1:4的比例制成混合溶剂,称取低分子有机硅处理剂,配制成浓度为1％-2％的溶液,用乙酸调节pH值到6-8,用于浸泡石英纤维布；

步骤三：浸泡，将石英纤维布放入该偶联剂溶液中浸泡,浸泡时间为1-5小时,自然晾干后放入真空干燥箱中，保持0.5-2h,然后放入干燥器中冷却至室温后称重,计算玻璃纤维布上偶联剂的沉淀量；

步骤四：预浸料制备，将步骤三所得处理后的石英纤维布采用溶液浸渍法制备石英纤维增强氰酸酯树脂预浸料；