一种阻燃环氧预浸料复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种阻燃环氧预浸料复合材料及其制备方法和用途，该复合材料包含环氧树脂基体，20～70％；纤维增强材料，30～80％；其中环氧树脂基体包含如下质量份数的组份：F型环氧树脂，100E型环氧树脂，10～50；四溴双酚A，5～40；固化剂，5～20；固化促进剂，1～10；增韧剂，5～25；三氧化二锑，1～10；有机溶剂，20～80，本发明专利技术选用含刚性骨架结构的F46型环氧为主体组分，通过配方组合技术对树脂基体进行阻燃和增韧改性，实现了本发明专利技术环氧复合材料同时兼具高韧性、高阻燃性能及良好的铺覆工艺性、并且燃烧时的烟密度显著降低，在大型飞机、船舶、及高铁等领域具有重要的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阻燃环氧预浸料复合材料及其制备方法和用途。
技术介绍
环氧/玻纤及环氧/碳纤复合材料比強度和比模量高，エ艺性良好且成本相对低廉，目前已广泛应用于航空航天、能源交通和电气绝缘等领域，为飞行器部件的轻质化、工程领域的多选择性和电气设备的高可靠性作出了重要贡献。例如，Hexcel公司F155、M26T、M76等牌号环氧/玻纤及环氧/碳纤复合材料在波音和空客飞机雷达罩及地板部 件中得到大量应用；FR-4型环氧/玻纤复合材料在高性能电子积层板中得到批量应用；SynoliteTM1790-G-3等牌号环氧/玻纤复合材料已成为制造大型风机叶片的关键材料。但是，普通环氧树脂韧性差且易燃，由其制备的复合材料力学性能欠佳且不具有阻燃性能，无法满足航空航天等领域提出的高强高韧及高防火安全性要求。近年来，针对环氧树脂的阻燃和增韧改性研究较多，国内关于环氧树脂的阻燃及增韧改性研究大多集中在树脂配方阶段，且以E型环氧为主，尚未针对预浸料的使用エ艺性、复合材料的烟毒释放性等综合性能开展系统研究。由于E型环氧耐热性低，基于E型环氧为主体的阻燃复合材料存在烟雾释放量大等缺点，如由F155预浸料制备的复合材料的烟密度大于200。F型和多芳环结构的结晶型环氧虽然耐热性好，但存在软化点高导致预浸料发干、铺覆エ艺性差、所制备的复合材料韧性差等缺点，如F46型环氧/玻纤复合材料的压缩强度低于400MPa。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃环氧预浸料复合材料，该复合材料具有良好铺覆エ艺性、高阻燃性能、高韧性以及优异的力学性能，在大型飞机、船舶、及高铁等领域具有重要的推广应用前景。本专利技术的另外ー个目的在于提供一种阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法。本专利技术的再ー个目的在于提供一种阻燃环氧预浸料复合材料的用途。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的一种阻燃环氧预浸料复合材料，包含如下质量百分比含量的组份环氧树脂基体 20 70%纤维增强材料 30 80%;其中所述环氧树脂基体包含如下质量份数的组份F型环氧树脂 100;E型环氧树脂 10 50 ;四溴双酚A5 40;固化剂5 20;固化促进剂 I 10;增韧剂5 25 ;三氧化ニ锑 I 10 ;有机溶剂20 80。在上述阻燃环氧预浸料 复合材料中，F型环氧是环氧值为O. 40 O. 55的固体或液体酚醛环氧树脂中的ー种或几种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，E型环氧是环氧值为O. 20 O. 55的液体双酚A型环氧树脂中的ー种或几种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，增韧剂选自端羧基丁氰橡胶、含羧基丙烯酸树脂、端羟基丁氰橡胶、端羧基聚丁ニ烯或端羟基聚丁ニ烯中的至少ー种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，增韧剂的质量份数为5 18，优选为8 15 ;所述四溴双酚A的质量份数为5 20。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，固化促进剂为咪唑类化合物、咪唑-金属盐类络合物或脲类化合物，脲类化合物具体为N，N’ - ニ甲基ニ苯基脲、N, N’ - ニこ基ニ苯基服、N-对氯代苯基-N，N’ - ニ甲基脲或3-苯基-1，I- ニ甲基脲中的至少ー种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，纤维增强材料为玻璃纤维单向带、玻璃纤维布、碳纤维单向带或碳纤维布。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，有机溶剂为丙酮、丁酮、こ酸こ酷、こ醇、丙醇中的ー种或几种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料中，固化剂为こニ胺、双氰胺、4’4_ ニ氨基ニ苯甲烷、4’ 4-ニ氨基ニ苯砜或3’ 3-ニ氨基ニ苯砜中的ー种或几种。一种阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法，包括如下步骤步骤一、制备环氧树脂基体，具体如下在反应釜中加入有机溶剤，升温至40°C 80°C，然后边搅拌边加入F环氧树脂、E型环氧树脂、增韧剂、四溴双酚A、固化剂、固化促进剂和三氧化ニ锑，充分搅拌30min 60min，即制得环氧树脂基体；步骤ニ、制备阻燃环氧复合材料，具体如下将环氧树脂基体和纤维增强材料采用溶液浸胶法经连续浸溃、烘干和收卷エ序制备阻燃环氧预浸料；按照厚度要求进行阻燃环氧预浸料铺叠，之后将阻燃环氧预浸料叠块放入压机或真空包覆后放入热压罐在80 200°C的固化温度、O. I 3MPa的固化压カ下固化成型。在上述阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法中，F型环氧是环氧值为O. 40 O. 55的固体或液体酚醛环氧树脂中的ー种或几种；所述E型环氧是环氧值为O. 20 O. 55的双酚A型环氧树脂中的ー种或几种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法中，增韧剂选自端羧基丁氰橡胶、含羧基丙烯酸树脂、端羟基丁氰橡胶、端羧基聚丁ニ烯或端羟基聚丁ニ烯中的至少ー种。在上述阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法中，固化促进剂为咪唑类化合物、咪唑-金属盐类络合物或脲类化合物；所述纤维增强材料为玻璃纤维单向带、玻璃纤维布、碳纤维单向带或碳纤维布。在上述阻燃环氧预浸料复合材料的制备方法中，阻燃环氧预浸料叠块固化成型的固化温度为110 160°C，固化压カ为O. I IMPa。阻燃环氧预浸料复合材料用于飞机雷达罩和地板、船舶地板、壁板和橱柜、以及高速列车地板和壁板内装饰部件。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果(I)本专利技术选用含刚性骨架结构的F46型环氧为主体组分，通过配方组合技术对树脂基体进行阻燃和增韧改性，实现了本专利技术环氧复合材料同时兼具高韧性和高阻燃性能，并且燃烧时的烟密度显著降低，使得烟密度释放性能大大优于以E型环氧为主体的环氧复合材料；(2)本专利技术通过环氧配方和预浸料エ艺协同调控优化技术，一方面实现了本专利技术中的阻燃环氧预浸料粘性适中，具有优异的铺覆エ艺性，另ー方面针对各类型玻纤和碳纤增强材料实现了预浸料物理性能优化；·(3)本专利技术在合成环氧树脂基体的基础上通过引入热塑性聚合物和橡胶类增韧齐U，大大提高了环氧复合材料的韧性，同时通过引入溴/锑系阻燃剂弥补了由于增韧剂加入而引起的阻燃性能下降缺点，使环氧复合材料保持了良好的阻燃性能；(4)本专利技术阻燃环氧复合材料具有优异的力学性能，拉伸强度彡400MPa，60秒垂直燃烧长度< 140mm，烟密度< 150，在大型飞机、船舶及高铁等领域具有重要的推广应用前景，特别适合于制备飞机雷达罩和地板、船舶地板、壁板和橱柜、以及高速列车地板和壁板等内装饰部件。具体实施例方式下面通过具体的实施例来说明，但本专利技术不局限于以下实施例。本专利技术阻燃环氧复合材料以经阻燃和增韧改性的复合配方环氧为树脂基体、以连续玻纤或碳纤为增强材料、通过溶液法或热熔法预浸后再经压机热压或热压罐エ艺复合制备而成。本专利技术阻燃环氧复合材料含有含有如下质量百分比含量的组分环氧树脂基体20 70%纤维增强材料30 80%其中环氧树脂基体包含如下质量份数的组份(以F46型环氧的质量份为基准)F型环氧树脂 100 ；E型环氧树脂 10 50 ;四溴双酚A5 40;固化剂5 20 ;固化促进剂 I 10 ;增韧剂5 25 ;三氧化ニ锑 I 10 ;有机溶剂20 80。F型环氧是环氧值为O. 40 O. 55的固体或液体酚醛环氧树脂，其结构通式如下所示οη ο | 0γCH2CH2CH2OOO亡CH2かH2かH2-.--* η四溴双酚A的用量为5 40质量份，用量范围优选为5 20质量份。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃环氧预浸料复合材料，其特征在于：包含如下质量百分比含量的组份：环氧树脂基体？？？？？？？？20～70％纤维增强材料？？？？？？？？30～80％；其中所述环氧树脂基体包含如下质量份数的组份：F型环氧树脂？？？？？？？？100；E型环氧树脂？？？？？？？？10～50；四溴双酚A？？？？？？？？？？5～40；固化剂？？？？？？？？？？？？？5～20；固化促进剂？？？？？？？？？1～10；增韧剂？？？？？？？？？？？？？5～25；三氧化二锑？？？？？？？？？1～10；有机溶剂？？？？？？？？？？？20～80。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左小彪，王伟，冯志海，李杰，余瑞莲，杜宝宪，李仲平，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：