一种用于蜂窝夹层结构的预浸料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于蜂窝夹层结构的预浸料及其制备方法，按重量份计，包括以下制备原料：双马来酰亚胺树脂30～45份、补强剂55～70份，所述补强剂包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、石英纤维中的至少一种。本发明专利技术采用特定双组分制备的预浸料具有更加优异的胶接和剥离强度，同时加入的防流挂剂能够促进均匀的“胶瘤”结构形成，从而实现与蜂窝、泡沫芯材的自粘，既满足结构设计对复合材料力学性能的基本要求，又满足夹层结构对蜂窝和面板的胶接强度基本要求，省去了面板和蜂窝使用胶膜胶接的工序，同时达到了材料减重，制品轻量化的目的。的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于蜂窝夹层结构的预浸料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种用于蜂窝夹层结构的预浸料及其制备方法。

技术介绍

[0002]蜂窝夹层结构作为一种轻质结构材料，是由面板与蜂窝芯材组成的层状结构复合材料，因具有最优比强度、比刚度、最大抗疲劳性能、表面平整光滑等特点，在轨道交通、航空航天等领域广泛应用。然而大多数的面板预浸料与蜂窝芯材粘结性差，往往需要使用结构胶膜完成面板和蜂窝的连接，面板预浸料树脂和结构胶膜树脂常因存在固化程度的差异或成分不匹配等而导致固化后脱粘等问题的出现，因此要将面板提前固化，使用胶膜将面板和蜂窝二次固化胶结在一起，但常因固化热应力等导致蜂窝脱粘现象造成性能损失，给安全带来隐患，增加维修负担，同时结构胶膜通常克重较大，增加了夹层结构整体重量，不利于部件的轻量化要求。
[0003]为了实现材料减重，制品轻量化，节省成本等目的，省却胶膜结构层，实现预浸料面板和蜂窝结构一次固化成型完成胶接工作的自粘接预浸料应运而生，自粘接无需二次胶接，缩短了制备工时，提高了生产效率，并且降低了热应力的影响，提高了产品可靠性。国内许多的技术人员对自粘接预浸料展开了大量的研究，例如，中国专利“自粘接无卤阻燃环氧预浸料复合材料及其制备方法”(公布号CN 106751527 A)专利技术了一种阻燃型自粘接环氧预浸料，可实现面板和蜂窝和泡沫的自粘接，同时具有优异的阻燃性；中国专利“一种快速固化自粘性预浸料及其制备方法”(公布号CN 108929520 A)专利技术了一种快速固化型自粘接预浸料，可实现自粘性和快速固化，实现了高效低成本制造；中国专利“适合非热压罐成型工艺的自粘性预浸料的制备方法及应用”(公布号CN 109438713 A)专利技术了一种满足热压罐外成型工艺的自粘性环氧预浸料，可实现非热压罐工艺的自粘接。但关于自粘接预浸料的绝大部分专利都是环氧树脂型预浸料，应用于更高耐热等级的自粘接双马来酰亚胺树脂预浸料的专利却鲜见报道，公开的研究资料也很少。
[0004]除此之外，目前公开的自粘接用于蜂窝夹层结构的预浸料在制备的过程中无法控制树脂流动形成稳定的面板结构和胶接结构，同时胶接蜂窝对材料韧性、胶接强度等仍存在一定的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的一些问题，本专利技术一方面提供了一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，按重量份计，包括以下制备原料：双马来酰亚胺树脂30～45份、补强剂55～70份；所述补强剂包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、石英纤维中的至少一种。
[0006]作为一种优选的技术方案，所述双马来酰亚胺树脂的制备原料包括A组分和B组分，按照重量份计，所述A组分包括双马来酰亚胺树脂单体A 50～70份、环氧树脂15～30份、烯丙基化合物30～50份、促进剂0.3～0.5份，所述B组分包括双马来酰亚胺树脂单体B 50～
80份、工艺改性剂20～45份、功能助剂16～38.5份。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述A组分中环氧树脂与烯丙基化合物的重量比为1：(1.5
‑
2.5)。
[0008]作为一种优选的技术方案，按照重量份计，所述功能助剂包括防流挂剂1～8份、增韧剂15～30份、活性剂0.3～0.5份。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述防流挂剂包括气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、凹凸棒土，且三者的重量比为(1.5
‑
2.2)：1：1。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述凹凸棒土的粒径为600
‑
1000目。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述环氧树脂的环氧当量为150
‑
240g/eq，软化点为10
‑
40℃。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述促进剂为叔胺类或季铵盐类碱性促进剂。
[0013]作为一种优选的技术方案，所述工艺改性剂包括二烯丙基双酚A、双酚A二烯丙基醚、二烯丙基双酚S、1,1'
‑
砜基双[4
‑
(2
‑
丙烯)氧基苯]中至少一种。
[0014]本专利技术的另一方面提供了一种用于蜂窝夹层结构的预浸料的制备方法，至少包括以下步骤：
[0015](1)在140～160℃的条件下将A组分中的烯丙基化合物、环氧树脂和促进剂混合均匀，在该温度下加入双马来酰亚胺树脂单体A混合均匀，冷却至60～70℃得到混合物A；
[0016](2)将B组分中的40～60wt％的双马来酰亚胺树脂单体B、工艺改性剂、10～30wt％的增韧剂混合均匀，在110～120℃温度下搅拌至混合液呈透明状态，冷却至60～70℃，加入活性剂混合均匀，得到混合物B；
[0017](3)将混合物A和混合物B在60～70℃条件下混合均匀，加入余量的双马来酰亚胺树脂单体B和余量的增韧剂、防流挂剂，在该温度下混合均匀后得到混合物C；
[0018](4)将混合物C加工成树脂膜，之后与补强剂通过热熔法于含浸机中加工成预浸料，即得。
[0019]有益效果：
[0020](1)通过将部分双马来酰亚胺单体同特定比例配比的烯丙基化合物和环氧树脂预聚合，起到了增韧改性作用，同时避免单体粉体在高温熔点后立即变为液体，极易流动进入蜂窝的问题；
[0021](2)采取工艺改性剂和热塑性树脂增韧剂联合增韧的作用提高了树脂韧性，同时采用增韧剂部分溶解，部分分散的混合方式，配合特定的防流挂剂和活性剂，合理地控制了升温固化过程中更加均匀和稳定的“胶瘤”结构形成，提高了复合材料蜂窝夹层结构的粘接和剥离强度；
[0022](3)本专利技术可以实现预浸料和结构胶膜的功能性合一，既满足结构设计对复合材料力学性能的基本要求，又满足夹层结构对蜂窝和面板的胶接强度基本要求，省去了面板和蜂窝使用胶膜胶接的工序，同时达到了材料轻量化的目的。
具体实施方式
[0023]结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本专利技术所属领域普
通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本专利技术中提供的任何定义不一致，则以本专利技术中提供的术语定义为准。
[0024]在本文中使用的，除非上下文中明确地另有指示，否则没有限定单复数形式的特征也意在包括复数形式的特征。还应理解的是，如本文所用术语“由
…
制备”与“包含”同义，“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示所陈述的组合物、步骤、方法、制品或装置，但不排除存在或添加一个或多个其它组合物、步骤、方法、制品或装置。此外，当描述本专利技术的实施方式时，使用“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。除此之外，对一个或多个优选实施方案的表述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，按照重量份计，包括以下制备原料：双马来酰亚胺树脂30～45份、补强剂55～70份；所述补强剂包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、石英纤维中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，所述双马来酰亚胺树脂的制备原料包括A组分和B组分，按照重量份计，所述A组分包括双马来酰亚胺树脂单体A 50～70份、环氧树脂15～30份、烯丙基化合物30～50份、促进剂0.3～0.5份，所述B组分包括双马来酰亚胺树脂单体B 50～80份、工艺改性剂20～45份、功能助剂16～38.5份。3.根据权利要求2所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，所述A组分中环氧树脂与烯丙基化合物的重量比为1：(1.5
‑
2.5)。4.根据权利要求2所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，按照重量份计，所述功能助剂包括防流挂剂1～8份、增韧剂15～30份、活性剂0.3～0.5份。5.根据权利要求4所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，所述防流挂剂包括气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、凹凸棒土，且三者的重量比为(1.5
‑
2.2)：1：1。6.根据权利要求5所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，其特征在于，所述凹凸棒土的粒径为600
‑
1000目。7.根据权利要求2或3所述的一种用于蜂窝夹层结构的预浸料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义，
申请(专利权)人：上海蒂姆新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：