一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料及其制備方法，包含以下步驟：步驟1、將雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球進行共混制備雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，其中雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球的比例為90:10～30:70；步驟2、將碳纖維氈浸漬于制備的雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體中或?qū)⑻祭w維氈置于傳送帶上依次通過噴頭噴涂雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，根據(jù)所需厚度不同，將不同數(shù)量的處理后的碳纖維氈疊放入模具中，熱壓發(fā)泡成型制備碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料，其中碳纖維氈與雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體的比例為5:100～200:100。本發(fā)明所制備的一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料具有輕質(zhì)高強的優(yōu)勢。
【專利說明】
一種碳纖維増強雙馬來酰亞胺泡沬材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本方法屬于樹脂復(fù)合材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫 材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物泡沫材料是一類由大量氣體微孔分散于固體樹脂中形成的高分子材料。氣 泡與樹脂基體的復(fù)合賦予了這類材料密度低、比強度高、隔熱性能優(yōu)良、隔音效果好等一系 列優(yōu)良的性能。雙馬來酰亞胺樹脂具有合成工藝簡單、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)良、價格低廉， 在建筑、船舶、交通等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。碳纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬增強 材料，具有拉伸強度高、彈性系數(shù)高、價格便宜等一系列優(yōu)點。采用碳纖維增強雙馬來酰亞 胺樹脂泡沫可以將雙馬來酰亞胺樹脂泡沫低密度與碳纖維的高強度、高模量相結(jié)合從而獲 得一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種以雙馬來酰亞胺泡沫為基體，碳纖維為增強材料的輕 質(zhì)高強復(fù)合材料及其制備方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料，制備方法包含以下步驟：
[0006] 步驟1、將雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球進行共混制備雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚 體，其中雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球的比例為90:10~30:70;
[0007] 步驟2、將碳纖維氈浸漬于制備的雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體中或?qū)⑻祭w維氈置于 傳送帶上依次通過噴頭噴涂雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，將碳纖維氈疊放入模具中，熱壓發(fā) 泡成型制備碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料，其中碳纖維氈與雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù) 聚體的比例為5:100~200:100。
[0008] 其中，步驟1中所述的發(fā)泡微球是一種核殼結(jié)構(gòu)，外殼為熱塑性丙烯酸樹脂類聚合 物，內(nèi)核為烷烴類氣體組成的球狀塑料顆粒。
[0009] 其中，步驟1中發(fā)泡微球的發(fā)泡溫度為160_180°C。
[0010] 優(yōu)選的，雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球的比例為40:60~60:40。
[0011] 優(yōu)選的，碳纖維與雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體的比例為40:60~60:40。
[0012] 優(yōu)選的，碳纖維毯為20_150g/m2。
[0013] 其中，碳纖維氈浸漬過程中采用剛性濾網(wǎng)作為碳纖維氈的襯底。
[0014] 根據(jù)所需厚度不同，將不同數(shù)量的處理后的碳纖維氈疊放入模具中，熱壓發(fā)泡成 型制備碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料。
[0015] 有益效果：
[0016] 本發(fā)明所制備的一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料具有輕質(zhì)高強的優(yōu)勢。常 用的發(fā)泡材料一般采用能夠產(chǎn)生氣體的組分作為發(fā)泡劑，發(fā)泡過程中發(fā)泡劑產(chǎn)生氣體形成 泡孔，在存在增強纖維的條件下氣體易在纖維周圍形核、長大，造成增強纖維與基體的分 離，本發(fā)明采用發(fā)泡微球作為發(fā)泡劑，發(fā)泡微球是一種核殼結(jié)構(gòu)，外殼為熱塑性丙烯酸樹脂 類聚合物，內(nèi)核為烷烴類氣體組成的球狀塑料顆粒，受熱時微球整體膨脹，可以有效避免普 通發(fā)泡劑由于氣體包裹纖維帶來的增強效果的弱化。采用剛性濾網(wǎng)作為襯底可以有效解決 碳纖維氈濕強度過低不易取出的問題，碳纖維氈置于傳送帶上依次通過噴頭噴涂雙馬來酰 亞胺發(fā)泡預(yù)聚體可以有效避免碳纖維氈濕強度過低的問題，同時也易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0018] 以下實施例所采用的主要原料的出處:雙馬來酰亞胺預(yù)聚體購自南京經(jīng)天煒化工 有限公司；發(fā)泡微球采用購自儀征市富天貿(mào)易有限公司的松本微球，發(fā)泡溫度160-180°C; 碳纖維氈為市購。實施例中所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
[0019] 實施例1
[0020] 處方：
[0021] 雙馬來酰亞胺預(yù)聚體:90份；
[0022]松本微球:10份；
[0023]碳纖維毯:20g/m2,5份；
[0024] 制備過程：
[0025] (1)、將雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與松本微球進行共混制備雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體， 備用；
[0026] (2)、將碳纖維氈放置在剛性濾網(wǎng)上浸漬于制備的雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體中，取 出將浸漬后的碳纖維氈放入模具中，將模具放入熱壓機，在180°C，lMpa壓力下發(fā)泡成型制 備碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料。
[0027] 實施例2 [0028]處方：
[0029] 雙馬來酰亞胺預(yù)聚體:30份；
[0030] 松本微球:70份；
[0031]碳纖維氈：150g/m2,200份；
[0032] 制備過程：
[0033] (1)、將雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與松本微球進行共混制備雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體， 備用；
[0034] (2)、將碳纖維氈置于傳送帶上依次通過噴頭噴涂雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，將噴 涂后的碳纖維氈放入模具中，將模具放入熱壓機，在180°C，lMpa壓力下發(fā)泡成型制備碳纖 維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料。
[0035] 實施例3
[0036] 處方：
[0037] 雙馬來酰亞胺預(yù)聚體:50份；
[0038] 松本微球:50份；
[0039]碳纖維毯:50g/m2,100 份；
[0040] 制備過程同實施例1。
[0041 ] 實施例4 [0042]處方：
[0043] 雙馬來酰亞胺預(yù)聚體:60份；
[0044] 松本微球:40份；
[0045] 碳纖維毯：100g/m2,30 份；
[0046] 制備過程同實施例2。
[0047]性能測試
[0048]將實施例1-4獲得的成品進行制樣處理，對制得的試樣進行力學(xué)性能測試，結(jié)果如 下表所列。
[0049]
[0050] 從主要力學(xué)性能測試結(jié)果可以看到本發(fā)明制備的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫 材料具有輕質(zhì)高強的性能。
[0051] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實 施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于：制備方法包含以 下兩個步驟： 步驟1、將雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球進行共混制備雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，其 中雙馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球的比例為90:10~30:70; 步驟2、將碳纖維氈浸漬于制備的雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體中或?qū)⑻祭w維氈置于傳送 帶上依次通過噴頭噴涂雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體，將碳纖維氈疊放入模具中，熱壓發(fā)泡成 型制備碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料，其中碳纖維氈與雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體 的比例為5:100~200:100。2. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:步 驟1中所述的發(fā)泡微球是一種核殼結(jié)構(gòu)，外殼為熱塑性丙烯酸樹脂類聚合物，內(nèi)核為烷烴類 氣體組成的球狀塑料顆粒。3. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:步 驟1中發(fā)泡微球的發(fā)泡溫度為160 -180 °C。4. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:雙 馬來酰亞胺預(yù)聚體與發(fā)泡微球的比例為40:60~60:40。5. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:碳 纖維與雙馬來酰亞胺發(fā)泡預(yù)聚體的比例為40:60~60:40。6. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:碳 纖維氈為20_150g/m2。7. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:碳 纖維氈浸漬過程中采用剛性濾網(wǎng)作為碳纖維氈的襯底。8. 如權(quán)利要求1所述的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料的制備方法，其特征在于:根 據(jù)所需厚度不同，將不同數(shù)量的處理后的碳纖維氈疊放入模具中，熱壓發(fā)泡成型制備碳纖 維增強雙馬來酰亞胺泡沫復(fù)合材料。9. 權(quán)利要求1-8任一項所制得的碳纖維增強雙馬來酰亞胺泡沫材料。
【文檔編號】C08K3/04GK106009666SQ201610340260
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】周金堂, 姚正軍, 魏東博
【申請人】南京航空航天大學(xué)