[发明专利]一种玻纤增强聚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种玻纤增强聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、常温下将硅烷偶联剂加入有机溶剂中，然后加入玻纤粉搅拌一定时间，加入酸调节pH值为5.5‑6.5；S2、加入聚酰亚胺树脂粉末，继续搅拌均匀，过滤、干燥得复合材料粉末。所述复合材料进一步制得的复合材料板材，所述复合材料板材进行摩擦系数测试和力学性能测试，测试摩擦系数≤0.2，拉伸强度≥100MPa，弯曲强度≥160MPa，冲击强度≥200kJ/m²。通过合适的原料选择和工艺方法，实现了改善聚酰亚胺与玻璃纤维混合均匀性的同时，缩短了现有技术中分步处理中各种原料分开处理、干燥、再混合的流程，降低成本的同时提高了生产效率，适合大规模工业化应用。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种玻纤增强聚酰亚胺复合材料及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是含有芳香环和酰亚胺环重复单元结构的一类高性能聚合物，具有较好的力学性能和热稳定性。经过几十年的发展，聚酰亚胺已经发展成一类种类齐全、制品繁多的高性能材料，一直是各国研究和开发的重点。特别是其以优异的耐热氧化稳定性能、高温下突出的力学性能、耐辐射性能以及很好的化学物理稳定性等，在航空航天、武器装备、汽车以及电子电器等诸多领域得到了广泛的应用。

虽然纯的聚酰亚胺树脂本身具有优异的性能，且制备方法成熟，例如申请号为201711201259.2的中国发明专利公开了《一种聚酰亚胺树脂的制备方法》,但在实际使用环境中，往往需要添加特定的助剂至聚酰亚胺树脂材料中制备成复合材料，来满足不同的用途。

现有技术中，玻璃纤维增强聚酰亚胺材料已被应用于改善聚酰亚胺的耐磨性能，申请号为201410747053.X的中国发明专利申请公开了一种玻璃纤维增强聚酰亚胺材料，采用浓硝酸对玻纤粉进行表面处理，加入偶联剂预处理玻璃纤维，之后直接将玻璃纤维与聚酰亚胺混合，在开炼机中开练，并模压制备得到成品。该方法采用玻璃纤维与聚酰亚胺机械共混的方式，制备得到的产品仍然存在不均一的问题。

“偶联剂处理玻璃纤维改性聚酰亚胺摩擦磨损性能研究”(材料工程，2009年第2期，宋艳江等)公开了一种偶联剂改性玻璃纤维增强的聚酰亚胺材料，同样公开了一种改善聚酰亚胺材料耐磨性能的技术方案，采用的方法是将:将聚酰亚胺粉料和不同粒径玻璃纤维(50，100，300目)按10％，20％，30％，50％的质量比例机械混合均匀，热模压成型，模压温度340℃、压力12MPa，保温保压1h，降温至100℃脱模即得到复合材料模压件。

以上的研究均采用聚酰亚胺粉末和玻璃纤维粉在进行简单的机械共混，实际使用过程中发现，简单的机械共混制备得到的产品质量稳定性差，往往存在不均一的问题。

发明内容

本发明提供一种玻纤增强聚酰亚胺复合材料及其制备方法，通过在有机溶剂中进行玻纤粉和聚酰亚胺树脂粉末的混合改性，使混合更均匀，聚酰亚胺复合材料的均一性更好，进而可获得更好综合性能的改性效果。

为实现上述目的，本发明提供一种玻纤增强聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、常温下将硅烷偶联剂加入有机溶剂中，然后加入玻纤粉搅拌一定时间，加入酸调节pH值为5.5-6.5；

S2、加入聚酰亚胺树脂粉末，继续搅拌均匀，过滤、干燥得复合材料粉末。

进一步地，步骤S1中，

所述硅烷偶联剂包括但不限于以下化合物:KH550、KH560、KH570中的一种或多种；

所述有机溶剂包括但不限于以下化合物:乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、石油醚中的一种或多种；

进一步地，步骤S1中，

所述硅烷偶联剂的质量为玻纤粉和聚酰亚胺树脂粉末质量之和的0.5-1％。