[发明专利]一种制备表面疏水聚酰亚胺复合材料的方法

说明书

本发明是一种制备表面疏水聚酰亚胺树脂基复合材料的方法，该方法在亚胺化后的聚酰亚胺预浸料预制坯体表面铺贴聚四氟乙烯纤维布，聚酰亚胺复合材料完成升温固化的同时，聚四氟乙烯纤维布表面聚四氟乙烯向复合材料表面转移，形成疏水性表面，制备方法简单、高效。聚四氟乙烯向复合材料表面的转移是通过匹配聚酰亚胺预浸料树脂基体的粘度/固化特性与聚四氟乙烯的熔点实现的；同时，可利用聚四氟乙烯纤维布的透气性实现聚酰亚胺预浸料升温过程中挥发份的排除，提升复合材料成型品质。本发明可用于制备表面疏水/耐高温聚酰亚胺复合材料，可为航空发动机和飞行器等先进装备防(水)冰/耐高温部件轻量化提供材料方案。

技术领域

本发明是一种制备表面疏水聚酰亚胺复合材料的方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚酰亚胺复合材料是以聚酰亚胺树脂为基体、以碳纤维等纤维为增强体的树脂基复合材料，其耐热性优异，是航空航天等高技术领域的理想耐高温材料。水性环境是聚酰亚胺复合材料应用过程中的常见工况，水在复合材料表面的附着对复合材料性能产生不利影响，包括：(1)水会减弱复合材料纤维/树脂界面，影响复合材料界面性能；(2)水会对树脂基体分子链产生增塑效果，影响树脂基体耐热性能；(3)水在低温下结冰对装备带来增重。为了降低水性环境对聚酰亚胺复合材料性能的不利影响，有必要提高复合材料的表面疏水性。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种制备表面疏水聚酰亚胺复合材料的方法，其目的是获得表面疏水/耐高温一体化树脂基复合材料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种制备表面疏水聚酰亚胺树脂基复合材料的方法的步骤如下：

步骤一、将聚酰亚胺预浸料铺贴成预制坯体，升温热处理，得到亚胺化坯体；

所述聚酰亚胺预浸料的树脂基体为热固性聚酰亚胺树脂基体，所述热固性聚酰亚胺树脂在330℃～400℃之间的粘度不高于1500Pa·s；

步骤二、将聚四氟乙烯纤维布铺贴于步骤一得到的亚胺化坯体表面，采用热压工艺固化成型，得到固化复合材料；

所述聚四氟乙烯纤维布中，纤维选自玻璃纤维、碳纤维或聚酰亚胺纤维中的一种或多种，纤维布的面密度为30g/m²～400g/m²，纤维布中的纤维质量含量为20％～90％；

所述热压工艺的成型压力不低于0.1MPa，保压温度区间包含热固性聚酰亚胺树脂粘度不高于1500Pa·s的温度点；

步骤三、降温后除去步骤二得到的固化复合材料表面的聚四氟乙烯纤维布，得到表面疏水的聚酰亚胺树脂基复合材料。

在实施中，所述聚酰亚胺预浸料的纤维增强体为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或几种的混合物；

在实施中，步骤一中所述热固性聚酰亚胺树脂在330℃～360℃之间的最低粘度不高于350Pa·s。

在实施中，步骤一中所述热固性聚酰亚胺封端剂选自4-苯乙炔苯酐、4-苯乙炔苯胺或降冰片烯二酸酐。

在实施中，步骤二中所述聚四氟乙烯纤维布的面密度为50g/m²～200g/m²，纤维布中的纤维质量含量为35％～75％。

在实施中，步骤二中所述热压工艺的最高固化温度为360℃～380℃。

在实施中，步骤二中所述热压工艺的成型压力为0.5MPa～3MPa。

在实施中，步骤二中所述热压工艺为模压成型工艺或热压罐成型工艺。