[发明专利]耐高温聚芳醚腈酮双马来酰亚胺复合材料制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，具体涉及耐高温聚芳醚腈酮双马来酰亚胺复合材料制备方法。本发明采用热塑性聚芳醚腈酮树脂、双马来酰亚胺树脂以及溶剂组成碳纤维预浸液对碳纤维进行预浸，在通过高温高压定型的方法制备的复合材料。在不改变原来预浸工艺的前提下，使复材的耐温性能得到极大地提高，从而使双马来酰亚胺树脂的应用温度范围得到扩大，其应用领域也得到相应扩展，综合性能得到显著提高，具有良好的应用前景和社会效益。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种耐高温聚芳醚腈酮双马来酰亚胺复合材料制备方法

背景技术

目前最常用的碳纤维复合材料主要是以环氧树脂与碳纤维经预浸之后再通过热压交联固化成型制得，这种复合材料在常温下拥有极佳的性能和性价比，广泛应用民用和军工市场。但是随着航天航空领域和汽车领域的不断发展对复合材料的要求越来越高。普通环氧树脂基的复合材料由于耐温上限只是在170℃左右，因此在高温领域的应用已经触及产品性能的天花板，而双马来酰亚胺树脂基复合材料由于拥有与环氧树脂相类似的加工性能，成为环氧树脂复合材料的升级替代产品，在产品的耐温性方面得到比较大的提高，耐温性能从环氧树脂复合材料耐温170℃左右，提高到260℃左右。但是随着科技的不断进步，在某些特殊领域对复合材料的耐温性提出更高的要求。为了提高双马来酰亚胺复合材料的耐温性能前人也做了很多方面的尝试，通过化学接枝、物理混拼等方法来提高双马来酰亚胺复合材料的耐温性问题。

发明内容

针对上述问题，本发明通过利用热塑性聚芳醚腈酮树脂改性双马来酰亚胺树脂制备碳纤复合材料的方法，提高复合材料的耐温性能。

本发明的发明构思是：通过热塑性和热固性性树脂的物理混合形成浸渍液采用传统的湿法预浸的工艺对碳纤维进行预浸，在通过高温高压定型的方法，使热固型双马来酰亚胺树脂实现交联，而热塑性聚芳醚腈酮树脂以孤岛型结构分散其中，不但能够增强产品的韧性，而且利用热塑聚芳醚腈酮树脂本身的高耐温性、本身所含CN基团对碳纤维树脂的亲和性以及与双马来酰亚胺树脂良好的混溶性，从而增加复合材料整体的耐温性能和促进交联后双马来酰亚胺树脂与碳纤维布之间的层间结合力，使复合材料的综合性能得到整体提高。

为达到上述目的，本发明采用碳纤维预浸液主要由热塑性聚芳醚腈酮树脂、双马来酰亚胺树脂以及溶剂组成，经对碳纤维布辊涂预浸干燥后，形成碳纤维预浸料。

按质量份数计，所述的碳纤维预浸液的组成如下：

热塑性聚芳醚腈酮树脂 8-20份

双马来酰亚胺树脂 20-50份

混合溶剂 40-60份

所述混合溶剂由DMF或DMAC中的一种与丙酮按照质量比85:15组成。

本发明耐高温聚芳醚腈酮双马来酰亚胺复合材料制备方法，包括如下步骤：

S1.制备碳纤维预浸液

将热塑性聚芳醚腈酮树脂、双马来酰亚胺树脂、混合溶剂按比例混合制备碳纤维预浸液；

S2.预浸布的制备

将碳纤维预浸液均匀的刷在碳纤布上面，于80-100℃烘烤1小时后，裁剪，得到预浸布；

S3.碳纤维复合板的制备：

将步骤S2处理的预浸布于模具内放置于压机中，加压至100MPa并同时升温至180℃，保温1小时，期间泄压加压2-3次；然后继续升温至230℃保温2小时；最后继续升温至250℃保温2小时；关闭加热系统使模具在加压情况下自然冷却；待模具降至常温，脱模，修边得成品。

更进一步的，预浸液的制备过程是：

S1.1将热塑性聚芳醚腈酮树脂在100℃温度下烘干12小时；