本發(fā)明屬于新材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可以快速固化、低介電損耗、透波性能優(yōu)越的復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代衛(wèi)星定位和雷達(dá)等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)高性能透波材料的要求也越來越高，為了滿足高頻通信遠(yuǎn)距離、高速度、高保真的傳輸，不僅要求透波材料具有良好的介電性能、較高的力學(xué)性能、低吸水率及良好的成型工藝性能外，對(duì)材料本身的強(qiáng)度、重量、耐腐蝕性等也有相應(yīng)的要求，這也為透波型復(fù)合材料的發(fā)展指明了方向。

用預(yù)浸料制備的透波復(fù)合材料滿足上述要求，同時(shí)為了提高產(chǎn)品制造速率，可快速固化也是預(yù)浸料的關(guān)鍵要求。

發(fā)明專利內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在問題，本發(fā)明的目的在于解決環(huán)氧樹脂預(yù)浸料固化速度慢、預(yù)浸料樹脂浸潤效果差、分散不均勻、玻璃纖維制品透波性差等問題，提供一種快速固化透波復(fù)合材料及其制備方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種快速固化透波復(fù)合材料及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將定量的含伯胺官能團(tuán)的加成型固化劑與液體環(huán)氧樹脂預(yù)聚以調(diào)控粘度，得到改性樹脂；

(2)將改性樹脂及固化劑混配后的膠液與低介電損耗纖維布復(fù)合，得到預(yù)浸料；

(3)將所述預(yù)浸料固化，得到透波復(fù)合材料。

所述液體環(huán)氧樹脂包括室溫下粘度在1000-20000mpa.s之前的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂以及其混合樹脂。

所述快速固化加成型含伯氨基固化劑為可在20-50攝氏度固化的脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺、低分子量聚酰胺以及改性的芳香胺的一種或多種組合物；

所述快速固化加成型含伯氨基固化劑添加量為完全固化所需理論固化劑的20-30％；優(yōu)選預(yù)固化時(shí)固化劑添加量為22％。

所述改性樹脂對(duì)應(yīng)固化劑在制備預(yù)浸料時(shí)加入，固化劑為采用超細(xì)雙氰胺，促進(jìn)劑為改性脲類、改性咪唑或兩種復(fù)配。

所述低介電損耗纖維布為石英纖維織物。優(yōu)選所述織物經(jīng)緯密度為16*16根/cm。

所述透波復(fù)合材料制備將預(yù)浸料放置于模壓模具中，產(chǎn)品厚度為0.1-10mm。優(yōu)選固化條件為140攝氏度，10min后脫模取出。

采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果有：

1、本發(fā)明提供的樹脂體系方案使用超細(xì)雙氰胺為固化劑，可使樹脂在較低的溫度下固化，且不影響樹脂室溫存儲(chǔ)期。

2、本發(fā)明通過使用加成型胺類環(huán)氧固化劑對(duì)液體環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，精確控制樹脂的預(yù)聚度，調(diào)劑樹脂粘度，降低了爆聚的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)確保了實(shí)現(xiàn)快速固化，同時(shí)保證了樹脂對(duì)纖維織物的浸潤性。

3、本發(fā)明通過使用低介電損耗的石英纖維織物，預(yù)浸料固化后所得復(fù)合材料制品力學(xué)性能優(yōu)越，介電損耗低，透波性能好。

附圖說明

圖1顯示了不同方法制得的透波材料的介電損耗的測試結(jié)果。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種快速固化透波復(fù)合材料及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)制備改性環(huán)氧樹脂

本發(fā)明所使用的液體環(huán)氧樹脂包括室溫下粘度在1000-20000mpa.s之前的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂以及其混合樹脂。將70-100份液體環(huán)氧樹脂、0-20份稀釋劑、5-30份增韌劑、0.5-2份消泡劑按比例逐步加入反應(yīng)釜中混合脫泡。

在低于50攝氏度下，將適量的加成型胺基固化劑加入上述環(huán)氧混合液中，充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢钑r(shí)間10-30min。

(2)預(yù)浸料的制備

將固化劑超細(xì)雙氰胺、促進(jìn)劑按比例混合后再三輥研磨機(jī)上研磨混合2-3遍；然后加入步驟(1)中所得的改性樹脂中，攪拌10-30min。

利用熔融法將上述所得混合好的樹脂及固化劑與石英纖維織物布制備成預(yù)浸料，并恒溫后處理。

(3)將上步驟所得預(yù)浸料根據(jù)制品形狀裁切成對(duì)應(yīng)形狀，并根據(jù)制品厚度選擇對(duì)應(yīng)鋪層層數(shù)，放入制品模腔中，模具溫度為110-160攝氏度，固化時(shí)間為10-30min，制品固化后取出。

實(shí)施例1

環(huán)氧樹脂體系按質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為：100份液體環(huán)氧樹脂、10份稀釋劑、10份增韌劑、0.5份消泡劑按比例逐步加入反應(yīng)釜中混合脫泡，攪拌30min。

在低于50攝氏度下，將2.5份加成型胺基固化劑(三乙烯四胺)加入上述環(huán)氧混合液中，充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢钑r(shí)間20min。

將7份固化劑超細(xì)雙氰胺、3份改性脲類促進(jìn)劑按比例混合后再三輥研磨機(jī)上研磨混合2遍；然后加入步驟(1)中所得的改性樹脂中，攪拌10min。

利用熔融法將上述所得混合好的樹脂及固化劑與400g/m2石英纖維織物布，經(jīng)緯密度為20*20根/cm，制備成預(yù)浸料，并恒溫30攝氏度3天后處理。

(3)將上步驟所得預(yù)浸料根據(jù)制品形狀裁切成對(duì)應(yīng)形狀，并根據(jù)制品厚度選擇對(duì)應(yīng)鋪層層數(shù)，放入制品模腔中，模具溫度為120攝氏度，固化時(shí)間為20min，制品固化后取出。制品測試介電損耗得損耗角(正切/10ghz)為0.004。

實(shí)施例2

環(huán)氧樹脂體系按質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為：90份液體環(huán)氧樹脂、10份稀釋劑、5份增韌劑、0.5份消泡劑按比例逐步加入反應(yīng)釜中混合脫泡，攪拌30min。

在低于50攝氏度下，將3份加成型胺基固化劑(三乙烯四胺)加入上述環(huán)氧混合液中，充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢钑r(shí)間30min。

將7.5份固化劑超細(xì)雙氰胺、3份改性脲類促進(jìn)劑按比例混合后再三輥研磨機(jī)上研磨混合2遍；然后加入步驟(1)中所得的改性樹脂中，攪拌20min。

利用熔融法將上述所得混合好的樹脂及固化劑與400g/m2石英纖維織物布，經(jīng)緯密度為16*16根/cm，制備成預(yù)浸料，并恒溫30攝氏度3天后處理。

(3)將上步驟所得預(yù)浸料根據(jù)制品形狀裁切成對(duì)應(yīng)形狀，并根據(jù)制品厚度選擇對(duì)應(yīng)鋪層層數(shù)，放入制品模腔中，模具溫度為140攝氏度，固化時(shí)間為10min，制品固化后取出。制品測試介電損耗得損耗角(正切/10ghz)為0.0025。

實(shí)施例3

環(huán)氧樹脂體系按質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為：100份液體環(huán)氧樹脂、10份稀釋劑、10份增韌劑、0.5份消泡劑按比例逐步加入反應(yīng)釜中混合脫泡，攪拌30min。

在低于50攝氏度下，將4份加成型胺基固化劑(三乙烯四胺)加入上述環(huán)氧混合液中，充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間20min。

將6份固化劑超細(xì)雙氰胺、2.5份改性脲類促進(jìn)劑按比例混合后再三輥研磨機(jī)上研磨混合2遍；然后加入步驟(1)中所得的改性樹脂中，攪拌10min。

利用熔融法將上述所得混合好的樹脂及固化劑與400g/m2石英纖維織物布，經(jīng)緯密度為16*16根/cm，制備成預(yù)浸料，并恒溫30攝氏度3天后處理。

(3)將上步驟所得預(yù)浸料根據(jù)制品形狀裁切成對(duì)應(yīng)形狀，并根據(jù)制品厚度選擇對(duì)應(yīng)鋪層層數(shù)，放入制品模腔中，模具溫度為160攝氏度，固化時(shí)間為10min，制品固化后取出。制品測試介電損耗得損耗角(正切/10ghz)為0.003。

技術(shù)特征：

1.一種快速固化透波復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于：制備方法包括如下步驟：

(1)將定量的含伯胺官能團(tuán)的加成型固化劑與液體環(huán)氧樹脂預(yù)聚以調(diào)控粘度，得到改性樹脂；

(2)將改性樹脂及固化劑混配后的膠液與低介電損耗纖維布復(fù)合，得到預(yù)浸料；

(3)將所述預(yù)浸料固化，得到透波復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧樹脂包括室溫下粘度在1000-20000mpa.s之前的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂以及其混合樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述快速固化加成型含伯氨基固化劑為可在20-50攝氏度固化的脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺、低分子量聚酰胺以及改性的芳香胺的一種或多種組合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述快速固化加成型含伯氨基固化劑添加量為完全固化所需理論固化劑的20-30％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述改性樹脂對(duì)應(yīng)固化劑在制備預(yù)浸料時(shí)加入，固化劑為采用超細(xì)雙氰胺，促進(jìn)劑未改性脲類和改性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述低介電損耗纖維布為石英纖維織物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述復(fù)合材料制備將預(yù)浸料放置于模壓模具中，產(chǎn)品厚度為0.1-10mm，固化條件為110-160攝氏度，固化10-30min，后脫模取出。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種快速固化透波復(fù)合材料及其制備方法。制備方法包括如下步驟：過向液體環(huán)氧樹脂中定量投放胺基官能團(tuán)使環(huán)氧基可控預(yù)聚，部分環(huán)氧基聚合后分子量增大，粘度增加，進(jìn)而達(dá)到控制樹脂粘度的目的。用此預(yù)浸料樹脂與低介電損耗的纖維浸潤，得到預(yù)浸料；將預(yù)浸料固化，得到透波復(fù)合材料；該復(fù)合材料在高頻段條件下具有較低介電常數(shù)與損耗角正切，在中溫條件下可快速固化，可廣泛應(yīng)用于高性能透波復(fù)合材料領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：王姍;王昌平;林敏;彭中科

受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市烯碳復(fù)合材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.05.17

技術(shù)公布日：2021.07.20