一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法；包括邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂；通过聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物获得以解决现有技术中存在的一般热塑性树脂与邻苯二甲腈树脂的相容性较差，影响其共混树脂基体及复合材料的力学性能的技术问题。合材料的力学性能的技术问题。

Polyimide toughened phthalonitrile resin composition, composite material and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法


[0001]本专利技术涉及耐高温热固性树脂基复合材料
，尤其是涉及一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法。

技术介绍

[0002]基体树脂在复合材料中起着粘结并传递载荷应力的作用，其机械性能、耐热性、耐疲劳性能等是决定复合材料性能的关键因素。邻苯二甲腈树脂是一种高性能热固性树脂，由于其固化物具有优异的热氧稳定性、化学稳定性、低燃性、低吸水率以及良好的加工性，使邻苯二甲腈树脂在航空航天领域具有广泛的应用前景。虽然邻苯二甲腈树脂的高温力学性能明显优于传统热固性树脂，但仍存在质脆、耐冲击性较差等缺点，使其在某些高新
的使用受到限制。
[0003]目前，热固性树脂最常用的改性方法是通过在树脂体系中加入增韧剂（如热塑性树脂）来提高固化物的韧性。然而，对于传统热塑性树脂，其耐温性一般较低，导致共混改性会影响邻苯二甲腈树脂本体的耐热性能。同时，一般热塑性树脂与邻苯二甲腈树脂的相容性较差，影响其共混树脂基体及复合材料的力学性能。
[0004]因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法，通过聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物获得以解决现有技术中存在的一般热塑性树脂与邻苯二甲腈树脂的相容性较差，影响其共混树脂基体及复合材料的力学性能的技术问题。r/>[0006]本专利技术提供的一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，包括邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂：含氰基官能团聚酰亚胺树脂的结构式为。
[0007]在含氰基官能团聚酰亚胺树脂中，m和n取值范围为0
‑
30，m、n不同时为0。
[0008]优选地，邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂的摩尔百分比为（80%
‑
90%）：（10%
‑
20%）。
[0009]优选地，邻苯二甲腈结构是为 、、或。
[0010]优选地，含氰基官能团聚酰亚胺树脂的制备过程：将一定比例的含氰基二胺与间苯二胺混合物加入有机溶剂中，获得混合液，混合液溶解后，向混合液中加入3,3
’
,4,4
’‑
联苯二甲酸酐（s
‑
BPDA），室温搅拌，获得含氰基官能团聚酰亚胺树脂胶液。
[0011]优选地，含氰基官能团聚酰亚胺树脂胶液中，固含量为（20
±
2）wt%。
[0012]优选地，有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种。
[0013]本专利技术还提供了一种复合材料，包括纤维，以及如上述中任一所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物。
[0014]优选地，纤维与聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物的质量百分比为（40%
‑
50%）：（50%
‑
60%）。
[0015]优选地，纤维包括碳纤维和石英纤维中的一种。
[0016]本专利技术还提供了一种基于如上述所述的复合材料的制备方法，包括如下制备步骤：将聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物涂刷至纤维上，晾晒后，获得预浸料；将预浸料放入模具中，经热压成型工艺热压成型，脱模后，获得复合材料。
[0017]复合材料成型温度为260
‑
380℃，成型压力为3
‑
10MPa。
[0018]本专利技术提供的一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物、复合材料以及其制备方法与现有技术相比具有以下进步：1、本专利技术提供的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，聚酰亚胺树脂侧基中的氰基可以在高温条件下参与与邻苯二甲腈树脂的固化，改善耐高温热塑性树脂增热剂与邻苯二甲腈树脂的相容性，并可通过侧基中的氰基含量，调控固化交联程度，进而调控该类树脂基复合材料的力学性能。
[0019]2、本专利技术提供的复合材料，由于纤维涂刷了聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，提高了复合材料的耐温性能。
[0020]3、本专利技术获得复合材料，可以广泛应用于航空、航天等高科技领域。
具体实施方式
[0021]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术提供了一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，包括邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂：含氰基官能团聚酰亚胺树脂的结构式为在含氰基官能团聚酰亚胺树脂中，m和n取值范围为0
‑
30，m、n不同时为0。
[0023]具体地，邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂的摩尔百分比为（80%
‑
90%）：（10%
‑
20%）。
[0024]具体地，邻苯二甲腈结构是为、
、或。
[0025]具体地，含氰基官能团聚酰亚胺树脂的制备过程：将一定比例的含氰基二胺与间苯二胺混合物加入有机溶剂中，获得混合液，混合液溶解后，向混合液中加入3,3
’
,4,4
’‑
联苯二甲酸酐（s
‑
BPDA），室温搅拌，获得含氰基官能团聚酰亚胺树脂胶液。
[0026]具体地，含氰基官能团聚酰亚胺树脂胶液中，固含量为（20
±
2）wt%。
[0027]具体地，有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种。
[0028]本专利技术还提供了一种复合材料，包括纤维，以及如上述中任一所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物。
[0029]具体地，纤维与聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物的质量百分比为（40%
‑
50%）：（50%
‑
60%）。
[0030]具体地，纤维包括碳纤维和石英纤维中的一种。
[0031]本专利技术还提供了一种基于如上述所述的复合材料的制备方法，包括如下制备步骤：将聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物溶液涂刷至纤维上，晾晒后，获得预浸料；将预浸料放入模具中，经热压成型工艺热压成型，脱模后，获得复合材料。
[0032]复合材料成型温度为260
‑
380℃，成型压力为3
‑
10MPa。
[0033]实施例一聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物的制备过程：S101)将含氰基二胺（30.1g,0.1mol）与间苯二胺（10.8,0.1mol）加入N
‑
甲基吡咯烷铜中，待完全溶解后，向澄清溶液中加入3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，其特征在于：包括邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂：含氰基官能团聚酰亚胺树脂的结构式为在含氰基官能团聚酰亚胺树脂中，m和n取值范围为0
‑
30，m、n不同时为0。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，其特征在于：邻苯二甲腈和含氰基官能团聚酰亚胺树脂的摩尔百分比为（80%
‑
90%）：（10%
‑
20%）。3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，其特征在于：邻苯二甲腈结构是为、、或。4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，其特征在于：含氰基官能团聚酰亚胺树脂的制备过程：将一定比例的含氰基二胺与间苯二胺混合物加入有机溶剂中，获得混合液，混合液溶解后，向混合液中加入3,3
’
,4,4
’‑
联苯二甲酸酐（s
‑
BPDA），室温搅拌，获得含氰基官能团聚酰亚胺树脂胶液。5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺增韧邻苯二甲腈树脂组合物，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：武元娥，李松，高龙飞，张桐，沙晓涵，肖沅谕，柴笑笑，李晶，
申请(专利权)人：北京玻钢院复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：