本发明专利技术涉及一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂，其组分包括：含氟聚酰亚胺低聚物粉末１ｗｔ％－１５ｗｔ％、含氟活性聚酰亚胺粉末５ｗｔ％－２０ｗｔ％、多官能环氧树脂６０ｗｔ％－７０ｗｔ％和固化剂５ｗｔ％－２０ｗｔ％；其制备包括：将含氟二胺单体、非含氟二胺单体和强极性非质子有机溶剂投料，加入芳香族二酐固体粉末，室温下搅拌反应后加入脱水剂和催化剂，加热升温反应３小时，再加入沉析剂，析出固体粉末，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到含氟聚酰亚胺低聚物粉末；同理制得含氟活性聚酰亚胺粉末；将上述两种原料和多官能环氧树脂进行本体聚合反应，溶解后加入固化剂，即可。该方法工艺简单、成本低、环境友好、可以在通用设备中完成制备过程，适用于工业生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子树脂材料及其制备领域，特别是涉及一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂及其制备方法。
技术介绍
复合材料的应用被认为是飞机、火箭、导弹等飞行器减重的一个重要解决方案，因此，在航空航天领域中的应用相当广泛。随着飞行速度的提高，对复合材料的综合性能提出更高的要求，尤其是耐高温性。 纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、吸湿性小、尺寸稳定性好、介电性能优良、微波透过率高以及制品结构可设计性强等优点。复合材料的耐高温性能主要取决于基体树脂，因此，开发耐高温的基体树脂极为关键。 聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的高分子材料，具有特别优异的耐热性、耐低温性、阻燃性、电气性能和力学性能，被广泛地应用于电子微电子、航空航天、激光、光电等高科技领域。 聚酰亚胺本身不仅可以制备薄膜、纤维、工程塑料、粘合剂、涂料等，而且又可以作为热固性树脂(如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、不饱和聚酯等)或含热固性树脂的高分子体系的耐高温增韧改性剂。 中国专利技术专利CN1927908A公开了一种含酚羟基聚酰亚胺粉末的制备方法，其主要特征在于(l)摩尔比为1 : 1的含酚羟基芳香族二元胺化合物或含酚羟基芳香族二元胺与其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在强极性非质子有机溶剂中，氮气保护下，于(TC 3(TC下反应3 12小时后，得到透明粘稠的聚羟基酰胺酸溶液，其中，强极性非质子有机溶剂占整个反应体系的质量百分数为5% 30% ;(2)氮气气氛中，加入共沸脱水剂，加热升温，于120°C 16(TC的温度范围内，回流共沸脱水亚胺化反应5 18小时，冷却至室温，过滤，洗涤，真空干燥，得到含酚羟基聚酰亚胺粉末，其中，共沸脱水剂与强极性非质子有机溶剂的体积比为O. 1 10 : 1。 虞鑫海等人耐高温单组分环氧胶粘剂的研制，粘接，2008， 29 (12) : 16_19公开了耐高温单组分环氧胶粘剂的制备方法，其主要特征在于以马来酸酐(MA)为封端剂，以2，2_双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(BAHPFP) 、2， 2-双丙烷(BAP0PP)、2，2-双丙烷二酐(BPADA)为主原料合成得到了含酚羟基的聚醚酰亚胺树脂(HPEI);以所合成得到的HPEI为耐高温增韧剂，与N， N，N' ， N'-四縮水甘油基_4， 4' - 二氨基二苯甲烷(TGDDM)、氢化双酚A环氧树脂(HBPAE)，潜伏性固化剂等配制得到了综合性能优异的耐高温单组分环氧胶粘剂。 石英纤维和双马来酰亚胺树脂(BMI)均具有优异的介电性能和力学性能。由石英纤维作为增强材料，BMI作为基体材料，所构成的复合材料具有优良的耐湿热性能，较宽的温度范围内具有稳定的介电性能，国外已得到相当广泛应用。例如，美国研制的第4代战斗机F-22中，树脂基复合材料的使用量已达到了结构总重量的24%，其中大部分为BMI基复6合材料。 马利锋，胡曙辉增强双马来酰亚胺树脂基复合材料研究，化工新型材料，2005，33(7) :1-3，12公开了耐高温复合材料基体树脂及其制备方法，其主要特征在于由4，4'-二苯基甲烷双马来酰亚胺和烯丙基苯基化合物按l : 1. 12质量比经预聚合后即可得到改性BMI，预聚合是在带有搅拌器和能抽真空的反应玻璃瓶内进行。预聚合温度为110 125t:，在此温度下保持，直到获得清晰均匀溶液为止。以改性BMI作为复合材料的基体组分，并用丙酮作为树脂的溶剂，用浸润剂处理的石英纤维纱作为复合材料的增强组分。经热处理、切割、混合、撕松、烘干等工序后制得预混料，模压成型，得到耐高温复合材料。 聚酰亚胺分子结构中引入氟元素，不仅可以使树脂的成型加工性能得到大大改善，而且也可以使其介电性能得到提高(如，介电常数和介电损耗下降)，同时有可保持聚酰亚胺的优良的耐温性等。因此，基于含氟亚胺基体树脂及其复合材料应用前景广阔，如玻璃纤维增强的含氟亚胺基体树脂复合材料可应用于高频PCB板、耐高温PCB板或电气绝缘材料；含氟亚胺基体树脂也可应用于FPC粘合剂；碳纤维增强的含氟亚胺基体树脂先进复合材料可应用于飞机壳体、机翼、蒙皮、桨叶等，也可应用于发动机的外涵道等。 本专利技术所公开的，尚未见公开的文献或专利报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂及其 制备方法，该方法工艺简单、成本低、环境友好、可以在通用设备中完成制备过程，适用于工 业生产。 本专利技术的一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂，包括如下重量份的组分含氟聚酰亚胺低聚物粉末lwt% _15^%、含氟活性聚酰亚胺粉末5wt% _20^%、多官能环氧树脂60wt % -70wt %和固化剂5wt % -20wt % 。 所述的含氟聚酰亚胺低聚物粉末的分子结构通式为 10。 lho ocz \coz」niL 2 \ocA〈 /N.n2其中，-Rr :含氟二胺单体的二价残基；_R2-:非含氟二胺单体的二价残基；=Ar =:芳香族二酐单体的四价残基；ni、 n2为各自独立的自然数，且均不大于所述的含氟活性聚酰亚胺粉末的分子结构通式为<formula>formula see original document page 7</formula>其中，_R2-:非含氟二胺单体的二价残基；=Ar = mi、 m2为各自独立的自然数，且均不大于10。m2:芳香族二酐单体的四价残基； 本专利技术的一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂的制备方法，包括 (1)将含氟二胺单体和非含氟二胺单体按摩尔比为1 : 0. 1-10混合放入反应釜中，并加入强极性非质子有机溶剂，室温下，搅拌溶解完全后，加入芳香族二酐固体粉末，室温下搅拌反应1小时后，获得均相透明的含氟聚酰胺酸低聚物树脂溶液； (2)在上述(1)的树脂溶液中，加入脱水剂和催化剂，室温下搅拌反应1小时后，加热升温至80°C -100°C ，高速搅拌反应3小时，加入沉析剂，析出固体粉末，冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到含氟聚酰亚胺低聚物粉末； (3)将2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷代替上述步骤(1)中的含氟二胺 单体，重复(1)、 (2)步骤，制得含氟活性聚酰亚胺粉末，其中，2，2-双(3-氨基-4-羟基苯 基)六氟丙烷与非含氟二胺单体摩尔比为1 : 0. 1-10 ; (4)将含氟活性聚酰亚胺粉末、多官能环氧树脂和含氟聚酰亚胺低聚物粉末按重 量比5-20 : 60-70 : 1-15入反应釜中，加热升温于70°C _90"进行本体聚合反应1-3小 时，随后在有机溶剂中溶解，加入固化剂，搅拌溶解，获得了均相透明的先进复合材料用含 氟亚胺基体树脂。 所述步骤(1)中的含氟二胺单体选自1，4_双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、 1，3_双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、l，2-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、1， 4_双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯、l，3-双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯、1， 2_双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)苯、2，5-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)甲苯、2， 5_双(4-氨基-3-三氟甲基苯氧基)甲苯、2，5-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)三氟 甲苯、2，5-双(4-氨基-3-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种先进复合材料用含氟亚胺基体树脂，包括如下重量份的组分：含氟聚酰亚胺低聚物粉末１ｗｔ％－１５ｗｔ％、含氟活性聚酰亚胺粉末５ｗｔ％－２０ｗｔ％、多官能环氧树脂６０ｗｔ％－７０ｗｔ％和固化剂５ｗｔ％－２０ｗｔ％。 所述的含氟聚酰亚胺低聚物粉末的分子结构通式为： ＊＊＊ 其中，－Ｒ↓［１］－：含氟二胺单体的二价残基；－Ｒ↓［２］－：非含氟二胺单体的二价残基；＝Ａｒ＝：芳香族二酐单体的四价残基；ｎ↓［１］、ｎ↓［２］为各自独立的自然数，且均不大于１０； 所述的含氟活性聚酰亚胺粉末的分子结构通式为： ＊＊＊ 其中，－Ｒ↓［２］－：非含氟二胺单体的二价残基；＝Ａｒ＝：芳香族二酐单体的四价残基；ｍ↓［１］、ｍ↓［２］为各自独立的自然数，且均不大于１０。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：虞鑫海，徐永芬，赵炯心，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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