预浸料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种预浸料及其制备方法。该方法包括：形成阻燃改性树脂，所述阻燃改性树脂包括树脂基体和添加剂；将阻燃改性树脂形成树脂膜；以及进行含浸处理，将树脂膜与纤维增强材料复合，形成预浸料，其中，在含浸处理的步骤中，添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性至少之一。该方法采用新型的树脂基体以改善阻燃特性，以及采用添加剂以改善流动性和浸润性，从而获得阻燃特性、机械强度和稳定性提高的预浸料。

【技术实现步骤摘要】
预浸料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，更具体地涉及一种预浸料及其制备方法。
技术介绍
复合材料制成的构件的典型应用是在飞行器的机身上，采用结构强、耐热强、自重轻等特性的复合材料能显著提升飞行器的动力性能和安全性。复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。由于其内部各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，可以使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。预浸料是制造复合材料的中间材料。目前预浸料的制备方法包括干法和湿法。在干法工艺中，将树脂粉末附着于纤维上，经过部分熔化，形成树脂不连续、纤维未被树脂充分浸透的一种复合物。在湿法工艺中，采用树脂溶液浸渍纤维，经过干燥和固化，形成树脂基本连续、纤维被树脂充分浸透的一种复合物。在将预浸料用于制造复合材料时，不仅期望可以获得优良的机械强度，而且还期望获得优良的环境稳定性(即高温高湿环境下的稳定性)以及阻燃特性。但是，由于现在的预浸料采用的树脂基体主要是环氧树脂、双马来酰亚胺树脂等热固性树脂，阻燃性能较差，因此采用此类预浸料制造的复合材料的阻燃性能同样较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种预浸料及其制备方法，采用新型的树脂基体以改善阻燃特性，以及采用添加剂以改善流动性和浸润性。根据本专利技术的一方面，提供一种预浸料的制备方法，包括：形成阻燃改性树脂，所述阻燃改性树脂包括树脂基体和添加剂；将阻燃改性树脂形成树脂膜；以及进行含浸处理，将树脂膜与纤维增强材料复合，形成预浸料，其中，在含浸处理的步骤中，添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性至少之一。优选地，所述树脂基体包括苯并恶嗪树脂，所述添加剂包括选自硅凝胶和硅烷偶联剂的至少一种。优选地，形成阻燃改性树脂的步骤包括：将树脂基体与添加剂混合，以及在树脂基体的软化点温度附近的第一预定温度进行搅拌分散。优选地，所述第一预定温度为70摄氏度至90摄氏度。优选地，形成树脂膜的步骤包括将所述阻燃改性树脂涂覆在离型纸上。优选地，采用涂模设备进行涂覆，所述涂模设备将阻燃改性树脂加热至熔融状态，并且包括彼此相对的一对涂布辊，通过调整涂布辊的间距控制树脂膜的厚度。优选地，根据树脂基体在预浸料中的含量确定树脂膜的厚度。优选地，含浸处理的步骤包括：将纤维增强材料夹在两层树脂膜之间；以及在第二预定温度和预定压力下保持预定时间。优选地，所述第二预定温度为70摄氏度至90摄氏度。根据本专利技术的另一方面，提供根据上述的方法制备的预浸料，包括：阻燃改性树脂和纤维增强材料，所述阻燃改性树脂包括作为树脂基体的苯并恶嗪树脂，以及作为添加剂的硅凝胶和硅烷偶联剂。优选地，所述纤维增强材料包括选自石英纤维、芳纶纤维、碳纤维、石英织物、芳纶织物、碳织物中的一种。根据本专利技术实施例的预浸料采用苯并恶嗪树脂替代环氧树脂、双马来酰亚胺树脂。苯并恶嗪树脂是具有耐热性和阻燃性的树脂，从而可以改善预浸料的耐热性和阻燃性。然而，苯并恶嗪树脂存在着流动性差和浸润性差的问题。在该实施例中，将苯并恶嗪树脂与添加剂相混合，其中，硅凝胶用于改善树脂基体的流动性，硅烷偶联剂用于对苯并恶嗪树脂进行表面改性，以改善苯并恶嗪树脂的浸润性。进一步地，在混合过程中，在加热的条件下搅拌分散，使得苯并恶嗪树脂流动性改善，从而获得添加剂均匀分散的阻然改性树脂。由于树脂膜中的添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性，因此树脂基体与纤维之间的结合牢固，从而提高预浸料的机械强度和温度稳定性。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出根据本专利技术实施例的预浸料制备方法的流程图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。图1示出根据本专利技术实施例的预浸料制备方法的流程图。该预浸料的树脂基体为苯并恶嗪树脂，并且采用添加剂改善其流动性和浸润性。在步骤S01中，采用搅拌分散形成阻燃改性树脂。在该步骤中，按照预定的比例，将苯并恶嗪树脂和添加剂加入搅拌分散机中进行搅拌分散。苯并恶嗪树脂作为树脂基体具有良好的耐热性和阻燃性，但流动性和浸润性差。添加剂例如包括硅凝胶和硅烷偶联剂。硅凝胶用于改善树脂基体的流动性，硅烷偶联剂用于对苯并恶嗪树脂进行表面改性，以改善苯并恶嗪树脂的浸润性。在该实施例中，苯并恶嗪树脂、硅凝胶和硅烷偶联剂的质量比例如为80：15：5。在搅拌分散中，搅拌分散机利用锯齿状圆形分散盘的高速转动，从而产生比较强力的剪切力，可以将树脂原料快速的打碎和分散。搅拌分散机可以采用无级调速，转速例如在0-1440转/分之间任意调节。优选地，在加热的条件下进行搅拌分散，苯并恶嗪树脂在加热的条件下软化，从而可以提高流动性，实现与添加剂的均匀混合和键合。在该实施例中，在搅拌分散中采用的温度例如是70摄氏度至90摄氏度。根据本专利技术实施例的预浸料采用苯并恶嗪树脂替代环氧树脂、双马来酰亚胺树脂。苯并恶嗪树脂是具有耐热性和阻燃性的树脂，从而可以改善预浸料的耐热性和阻燃性。将苯并恶嗪树脂与添加剂相混合，其中，硅凝胶用于改善树脂基体的流动性，硅烷偶联剂用于对苯并恶嗪树脂进行表面改性，以改善苯并恶嗪树脂的浸润性。进一步地，在混合过程中，在加热的条件下搅拌分散，使得苯并恶嗪树脂流动性改善，从而获得添加剂均匀分散的阻然改性树脂。在步骤S02中，采用涂膜设备形成树脂膜。在该步骤中，根据规定的树脂含量，即树脂基体在最终形成的预浸料中的含量，计算树脂膜的厚度。该涂模设备将前一步骤形成的阻燃改性树脂加热到熔融状态，然后将熔融树脂均匀地涂覆在离型纸上，在冷却之后，即获得树脂膜。该涂模设备例如包括彼此相对的一对涂布辊。熔融状态的阻燃改性树脂经过涂布辊之间的间隙涂覆在离型纸上。通过调整涂布辊的间距，可以控制树脂膜的厚度。在步骤S03中，采用含浸机将树脂膜和纤维增强材料复合形成预浸料。纤维增强材料包括石英纤维、芳纶纤维、碳纤维或其织物。在去除树脂膜表面的离型纸之后，将树脂膜和纤维增强材料一起提供给含浸机。在冷却之后，即获得预浸料。该含浸机将纤维增强材料夹在两层树脂膜之间，然后在预定的温度和压力下进行含浸处理。在预浸处理中采用的加热温度与树脂基体的软化点相关。在该实施例中，根据苯并恶嗪树脂的软化点，在含浸处理中采用的温度例如是70摄氏度至90摄氏度。在预当处理中采用的压力用于驱使空气从树脂膜中排出，并且使得纤维在树脂中浸透。然而，该压力也不能过大，以免熔融状态的树脂膜流失。在该步骤中，树脂膜中的添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性，使得树脂基体与纤维之间的结合牢固，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预浸料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：形成阻燃改性树脂，所述阻燃改性树脂包括树脂基体和添加剂；将阻燃改性树脂形成树脂膜；以及进行含浸处理，将树脂膜与纤维增强材料复合，形成预浸料，其中，在含浸处理的步骤中，所述添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性至少之一。

【技术特征摘要】
1.一种预浸料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：形成阻燃改性树脂，所述阻燃改性树脂包括树脂基体和添加剂；将阻燃改性树脂形成树脂膜；以及进行含浸处理，将树脂膜与纤维增强材料复合，形成预浸料，其中，在含浸处理的步骤中，所述添加剂改善树脂基体的流动性和浸润性至少之一。2.根据权利要求1所述的预浸料制备方法，其特征在于，所述树脂基体包括苯并恶嗪树脂，所述添加剂包括选自硅凝胶和硅烷偶联剂的至少一种。3.根据权利要求2所述的预浸料制备方法，其特征在于，形成阻燃改性树脂的步骤包括：将树脂基体与添加剂混合，以及在树脂基体的软化点温度附近的第一预定温度进行搅拌分散。4.根据权利要求3所述的预浸料制备方法，其特征在于，所述第一预定温度为70摄氏度至90摄氏度。5.根据权利要求1所述的预浸料制备方法，其特征在于，形成树脂膜的步骤包括将所述阻燃改性树脂涂覆在离型纸上。6.根据权利要求5所述的预浸料制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44