高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及复合材料隔热，尤其是涉及一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、由于飞行器减重的需要，在传统的玻璃纤维/酚醛复合材料之后，中低密度的酚醛树脂基复合材料逐步应用在新一代高超声速弹道导弹的热防护体系中。目前，常用的隔热用轻质复合材料主要以酚醛树脂为基体，酚醛树脂为缩合反应，存在固化物脆性大，产品轻度低的问题。虽然通过各种韧性酚醛树脂的手段提高其复合材料的韧性，但强度问题仍未解决。

2、专利cn 109721762公开了一种树脂基热防隔热复合材料及其制备方法，在热熔预浸料成型工艺基础上，通过添加体积受热膨胀的自膨胀填料组员，降低材料密度，但是该方法采用闭模成型，对模具要求较高，且获得的复合材料力学强度较低。专利cn111574808公开了一种轻质隔热复合材料及其制备方法，采用酚醛树脂基体，轻质纤维与玻璃空气微球制备低密度预浸料及复合材料，但是该复合材料密度较高(0.7-1.3g/cm3)，且强度性能不高。

3、因此，针对上述问题本发明急需提供一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法，通过高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料制备方法的提出，解决现有技术中存在的常用的隔热用轻质复合材料主要以酚醛树脂为基体，酚醛树脂为缩合反应，存在固化物脆性大，产品强度低的技术问题。

2、本发明提供的一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，包括以下步骤：

3、将热熔苯并噁嗪树脂加热，熔融后，加入环氧封端有机硅和低密度填料，搅拌均匀后，获得混料；

4、将混料制成胶膜；

5、将胶膜与轻质纤维增强材料叠层设置，热压复合，获得苯并噁嗪树脂基热熔预浸料。

6、优选地，环氧封端有机硅添加量为热熔苯并噁嗪树脂质量的15％-45％。

7、优选地，低密度填料的添加量为所述热熔苯并噁嗪树脂质量的50％-70％。

8、优选地，增强材料为石英纤维毡、玄武岩纤维毡、石英纤维布、高硅氧纤维布、无碱玻璃纤维布、石英纤维和芳纶纤维编织的混编布、玻璃纤维和芳纶纤维编织的混编布、石英纤维和芳砜纶纤维编织的混编布中的一种。

9、优选地，低密度填料包括空心玻璃微珠、膨胀微珠、或酚醛微球中的至少一种。

10、优选地，采用热熔涂膜机将混料涂覆成厚度均匀的胶膜，涂膜温度为70-90℃，并通过调整辊子间隙和涂膜速度，控制胶膜面密度，涂膜速度为5-10m/min。

11、优选地，采用热熔预浸机的复合生产装置进行热压复合，压辊温度为90-120℃，复合速度为5-10m/min。

12、本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法获得的苯并噁嗪树脂基热熔预浸料。

13、本发明还提供了一种苯并噁嗪树脂基复合材料制备方法，将如上述所述的苯并噁嗪树脂基热熔预浸料固化成型，其中，固化过程包括：

14、以30℃/h的升温速率升温至100℃，保温2h；

15、以20℃/h的升温速率升温至130℃，压力为(0.3-1.5)mpa，保温1.5h；

16、以10℃/h的升温速率升温至180℃，压力为(0.3-1.5)mpa，保温10h。

17、本发明还提供了一种基于如上述所述的苯并噁嗪树脂基复合材料制备方法获得的苯并噁嗪树脂基复合材料。

18、本发明提供的一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法与现有技术相比具有以下进步：

19、1、本发明提出的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，通过引入轻质纤维增强材料和低密度填料，显著降低苯并噁嗪树脂基复合材料的密度，同时具有低导热性的显著特点，再有采用热熔苯并噁嗪为树脂基体，相比酚醛体系，复合材料的强度得到显著提升，实现高强度目标，引入环氧封端有机硅，调控复合材料整体的韧性，不仅降低了苯并噁嗪的固化温度，同时实现了复合材料韧性的提升，实现了高韧性的目标。

20、2、本发明提出的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，通过采用热熔法制备预浸料，可更精确的控制预浸料的树脂含量，具有预浸料制备工艺简单，生产效率高，获得的复合材料强度和韧性双高的优点。

21、3、本发明的环氧封端有机硅的添加量可选范围较广，优选地，韧性调控剂环氧封端有机硅的添加量为所述热熔苯并噁嗪树脂质量分数的15％-45％，采用该添加比例时，苯并噁嗪树脂基复合材料的力学强度和韧性有较高的提升。

22、4、本发明的低密度填料的添加量可选范围较广，优选地，低密度功能填料的添加量为热熔苯并噁嗪树脂质量的50％-70％。研究发现，低密度功能填料含量高于70％后，分散性下降，混合不均匀，涂膜工艺性变差；低密度功能填料添加量低于50％时，复合材料密度较高，达不到降低密度的显著效果。

技术特征：

1.一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：环氧封端有机硅添加量为热熔苯并噁嗪树脂质量的15％-45％。

3.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：低密度填料的添加量为所述热熔苯并噁嗪树脂质量的50％-70％。

4.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：增强材料为石英纤维毡、玄武岩纤维毡、石英纤维布、高硅氧纤维布、无碱玻璃纤维布、石英纤维和芳纶纤维编织的混编布、玻璃纤维和芳纶纤维编织的混编布、石英纤维和芳砜纶纤维编织的混编布中的一种。

5.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：低密度填料包括空心玻璃微珠、膨胀微珠、或酚醛微球中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法，其特征在于：

8.一种基于如权利要求1-7中任一项所述的高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料的制备方法获得的苯并噁嗪树脂基热熔预浸料。

9.一种苯并噁嗪树脂基复合材料制备方法，其特征在于：将如权利要求8所述的苯并噁嗪树脂基热熔预浸料固化成型，其中，固化过程包括：

10.一种基于如权利要求9所述的苯并噁嗪树脂基复合材料制备方法获得的苯并噁嗪树脂基复合材料。

技术总结本发明涉及一种高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料及其制备方法、苯并噁嗪树脂基复合材料及其制备方法；包括以下步骤：将热熔苯并噁嗪树脂加热，熔融后，加入环氧封端有机硅和低密度填料，搅拌均匀后，获得混料；将混料制成胶膜；将胶膜与轻质纤维增强材料叠层设置，热压复合，获得苯并噁嗪树脂基热熔预浸料；通过高强高韧隔热用苯并噁嗪树脂基热熔预浸料制备方法的提出，解决现有技术中存在的常用的隔热用轻质复合材料主要以酚醛树脂为基体，酚醛树脂为缩合反应，存在固化物脆性大，产品强度低的技术问题。技术研发人员：步同安,高亚男,杨家乐,安红匣,张晶,张旭亮,苏宏静受保护的技术使用者：北京玻钢院复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12