專利名稱：樹脂基復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
高性能樹脂基復(fù)合材料因其比模量高、比強(qiáng)度大，被廣泛應(yīng)用于航空、航 天、國(guó)防軍工、建筑、機(jī)械、電子、文體、醫(yī)療和生物工程等眾多領(lǐng)域。
目前，以單一種類樹脂為基體的復(fù)合材料已經(jīng)不能滿足復(fù)合材料在功能化 方面的需要。純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性差，表現(xiàn)在室溫下及高溫?zé)崽幚?后彎曲強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度不高，限制了實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料在室溫下及高溫?zé)崽?理后彎曲強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度低的問(wèn)題，而提供樹脂基復(fù)合材料及其制備方法。
樹脂基復(fù)合材料由有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布鋪層制成，待結(jié)合 面刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液；其中樹脂基復(fù)合材料是1 8層酚醛樹脂預(yù)浸布至于 中間，兩邊各鋪放1 4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或者是S+l層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸 布與S層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，S為1 8; 有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布由有機(jī)硅樹脂和增強(qiáng)體制成，酚醛樹脂預(yù)浸布由酚醛樹脂和 增強(qiáng)體制成；有機(jī)硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂或改性縮合型甲基苯基 有機(jī)硅樹脂；增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖維、高硅氧纖維或高硅氧纖維織 物；硅烷偶聯(lián)劑溶液為氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)或Y-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基 三甲氧基硅烷(KH560)，硅烷偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量濃度為95%的乙醇溶 液。
制備樹脂基復(fù)合材料方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)a、將有機(jī)硅樹脂加熱到60 70°C，然后涂于增強(qiáng)體上，制得有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布；b、將酚醛樹脂加熱到40 50°C，然后涂于未經(jīng)涂覆的增強(qiáng)體上，制得酚醛樹脂預(yù)浸布；c、將有機(jī)硅樹 脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪，在預(yù)浸布待結(jié)合面刷涂硅垸偶聯(lián)劑溶液，然
后進(jìn)行鋪層，再放入模具中；d、將模具置于熱壓機(jī)上，在8(TC的條件下預(yù)熱 lh，隨后升溫至120。C，在5 20MPa的條件下熱壓2h，升溫至160。C的條件 下熱壓2h，升溫至200。C的條件下熱壓2h,升溫至260。C的條件下熱壓6h， 即得樹脂基復(fù)合材料；其中步驟a中有機(jī)硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂 或改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂；步驟a中增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖 維、高硅氧纖維或高硅氧纖維織物；步驟a和步驟b中所用增強(qiáng)體相同；步驟 c中硅垸偶聯(lián)劑溶液為氨丙基三乙氧基硅垸或Y-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧 基硅烷，硅烷偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量濃度為95%的乙醇溶液；步驟c中將 1 8層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放1 4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或 者將S+l層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與S層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為 有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，S為1 8。
本發(fā)明中有機(jī)硅樹脂與酚醛樹脂的相容性好，制備所得樹脂基復(fù)合材料的 種類多，應(yīng)用范圍廣，力學(xué)性好，表現(xiàn)在室溫下的彎曲強(qiáng)度比純有機(jī)硅樹脂復(fù) 合材料提高了 2.5% 43.3%，層間剪切強(qiáng)提高了 4.0% 12.6%;經(jīng)500。C熱處 理10分鐘后的樹脂基復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 13.0% 93.3%，層間剪切強(qiáng)提高了 40.5% 73.0%。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式

，還包括各具體實(shí)施方 式間的任意組合。
具體實(shí)施方式

一本實(shí)施方式樹脂基復(fù)合材料由有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛 樹脂預(yù)浸布鋪層制成，待結(jié)合面刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液；其中樹脂基復(fù)合材料是 1 8層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放1 4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或 者是S+l層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與S層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為 有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，S為1 8;有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布由有機(jī)硅樹脂和增強(qiáng)體制成， 酚醛樹脂預(yù)浸布由酚醛樹脂和增強(qiáng)體制成；有機(jī)硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī) 硅樹脂或改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂；增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖維、 高硅氧纖維或高硅氧纖維織物；硅烷偶聯(lián)劑溶液為氨丙基三乙氧基硅烷或 Y-(2,3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅垸，硅烷偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量濃度為 95%的乙醇溶液。
具體實(shí)施方式

二本實(shí)施方式樹脂基復(fù)合材料的制備方法按以下步驟實(shí)
現(xiàn)a、將有機(jī)硅樹脂加熱到60 7(TC,然后涂于增強(qiáng)體上，制得有機(jī)硅樹脂 預(yù)浸布；b、將酚醛樹脂加熱到40 5(TC，然后涂于未經(jīng)涂覆的增強(qiáng)體上，制 得酚醛樹脂預(yù)浸布；c、將有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪，在預(yù)浸 布待結(jié)合面刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液，然后進(jìn)行鋪層，再放入模具中；d、將模具 置于熱壓機(jī)上，在8(TC的條件下預(yù)熱lh,隨后升溫至120°C,在5 20MPa 的條件下熱壓2h，升溫至16(TC的條件下熱壓2h，升溫至20(TC的條件下熱壓 2h，升溫至260°C的條件下熱壓6h，即得樹脂基復(fù)合材料；其中步驟a中有機(jī) 硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂或改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂；步驟 a中增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖維、高硅氧纖維或高硅氧纖維織物；步驟 a和步驟b中所用增強(qiáng)體相同；步驟c中硅烷偶聯(lián)劑溶液為氨丙基三乙氧基硅 烷或，(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，硅垸偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量 濃度為95%的乙醇溶液；步驟c中將l 8層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊 各鋪放1 4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或者將S+l層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與S層酚 醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，S為l 8。 本實(shí)施方式中增強(qiáng)體的兩面均涂覆樹脂。
具體實(shí)施方式

三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式

二不同的是步驟c中硅烷偶 聯(lián)劑溶液的PH值為4.5 5.5。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式

二相同。
具體實(shí)施方式

四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式

二不同的是步驟c中將5層 酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放3層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布。其它步驟及參 數(shù)與具體實(shí)施方式

二相同。
具體實(shí)施方式

五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式

二不同的是步驟c中將6層 有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與5層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有機(jī)硅樹脂預(yù) 浸布。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式

二相同。
具體實(shí)施方式

六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式

二不同的是步驟d中10 15MPa的條件下熱壓2h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式

二相同。
具體實(shí)施方式

七本實(shí)施方式制備樹脂基復(fù)合材料方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)
a、將縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂加熱到6(TC，然后涂于高硅氧纖維織物上， 制得縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布；b、將酚醛樹脂加熱到40。C,然后涂
于高硅氧纖維織物上，制得酚醛樹脂預(yù)浸布；c、將縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹 脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪成230mmx80mm，在預(yù)浸布待結(jié)合面刷涂 KH550,然后進(jìn)行鋪層，再放入模具中；d、將模具置于熱壓機(jī)上，在80'C的 條件下預(yù)熱lh，隨后升溫至12(TC，在15MPa的條件下熱壓2h，升溫至160 r的條件下熱壓2h，升溫至20(TC的條件下熱壓2h，升溫至26(TC的條件下熱 壓6h，即得樹脂基復(fù)合材料；其中步驟c中將5層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間， 兩邊各鋪放3層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布。
本實(shí)施方式中所得樹脂基復(fù)合材料，經(jīng)測(cè)試，室溫彎曲強(qiáng)度為301.0MPa， 比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 43.3%，室溫層間剪切強(qiáng)度為23.3MPa，比純 有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 12.6%;經(jīng)50(TC熱處理10分鐘后，彎曲強(qiáng)度為 197.2MPa，比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 93.3%，層間剪切強(qiáng)度為12.8MPa， 比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 73.0%。
具體實(shí)施方式

八本實(shí)施方式制備樹脂基復(fù)合材料方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) a、將改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂加熱到6CTC，然后涂于石英纖維織物上， 制得改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布；b、將酚醛樹脂加熱到4(TC，然 后涂于石英纖維織物上，制得酚醛樹脂預(yù)浸布；c、將縮合型甲基苯基改性有 機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪成230mmx80mm，在預(yù)浸布待結(jié)合面 刷涂KH560，然后進(jìn)行鋪層，再放入模具中；d、將模具置于熱壓機(jī)上，在80 。C的條件下預(yù)熱lh，隨后升溫至120。C，在15MPa的條件下熱壓2h，升溫至 16(TC的條件下熱壓2h，升溫至200。C的條件下熱壓2h，升溫至260。C的條件 下熱壓6h，即得樹脂基復(fù)合材料；其中步驟c中將6層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與5 層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布。
本實(shí)施方式中所得樹脂基復(fù)合材料，經(jīng)測(cè)試，室溫彎曲強(qiáng)度為242.3旨& 比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 15.4%,室溫層間剪切強(qiáng)度為21.5MPa，比純 有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 8.6%;經(jīng)500。C熱處理10分鐘后，彎曲強(qiáng)度為 M1.5MPa，比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 58.3%，層間剪切強(qiáng)度為ll.OMPa， 比純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料提高了 48.6%。
權(quán)利要求
1、樹脂基復(fù)合材料，其特征在于樹脂基復(fù)合材料由有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布鋪層制成，待結(jié)合面刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液；其中樹脂基復(fù)合材料是1～8層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放1～4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或者是S+1層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與S層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，S為1～8；有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布由有機(jī)硅樹脂和增強(qiáng)體制成，酚醛樹脂預(yù)浸布由酚醛樹脂和增強(qiáng)體制成；有機(jī)硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂或改性縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂；增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖維、高硅氧纖維或高硅氧纖維織物；硅烷偶聯(lián)劑溶液為氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，硅烷偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量濃度為95％的乙醇溶液。
2、 制備權(quán)利要求1所述樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于樹脂基復(fù)合 材料的制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)a、將有機(jī)硅樹脂加熱到60 7(TC，然后涂 于增強(qiáng)體上，制得有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布；b、將酚醛樹脂加熱到40 50。C，然后 涂于未經(jīng)涂覆的增強(qiáng)體上，制得酚醛樹脂預(yù)浸布；c、將有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和 酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪，在預(yù)浸布待結(jié)合面刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液，然后進(jìn)行鋪層， 再放入模具中；d、將模具置于熱壓機(jī)上，在8(TC的條件下預(yù)熱lh，隨后升溫 至120°C，在5 20MPa的條件下熱壓2h,升溫至160。C的條件下熱壓2h， 升溫至20(TC的條件下熱壓2h，升溫至26(TC的條件下熱壓6h，即得樹脂基復(fù) 合材料；其中步驟a中有機(jī)硅樹脂為縮合型甲基苯基有機(jī)硅樹脂或改性縮合型 甲基苯基有機(jī)硅樹脂；步驟a中增強(qiáng)體為石英纖維織物、石英纖維、高硅氧纖 維或高硅氧纖維織物；步驟a和步驟b中所用增強(qiáng)體相同；步驟c中硅烷偶聯(lián) 劑溶液為氨丙基三乙氧基硅垸或，(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，硅烷 偶聯(lián)劑溶液中的溶劑是質(zhì)量濃度為95%的乙醇溶液；步驟c中將1 8層酚醛 樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放1 4層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布，或者將S+1層 有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與S層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有^l硅樹脂預(yù) 浸布，S為1 8。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟 c中硅烷偶聯(lián)劑溶液的PH值為4.5 5.5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟 c中將5層酚醛樹脂預(yù)浸布至于中間，兩邊各鋪放3層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟 c中將6層有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布與5層酚醛樹脂預(yù)浸布交替鋪放，且最外層為有 機(jī)硅樹脂預(yù)浸布。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟 d中在10 15MPa的條件下熱壓2h。
全文摘要
樹脂基復(fù)合材料及其制備方法，它涉及復(fù)合材料及其制備方法。它解決了現(xiàn)有純有機(jī)硅樹脂復(fù)合材料在室溫下及高溫?zé)崽幚砗髲澢鷱?qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度低的問(wèn)題。樹脂基復(fù)合材料由有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、增強(qiáng)體和硅烷偶聯(lián)劑溶液制成。方法a.制有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布；b.制酚醛樹脂預(yù)浸布；c.將有機(jī)硅樹脂預(yù)浸布和酚醛樹脂預(yù)浸布裁剪，刷涂硅烷偶聯(lián)劑溶液，進(jìn)行鋪層后放入模具中；d.模具熱壓后即得樹脂基復(fù)合材料。本發(fā)明所得樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性好，表現(xiàn)在室溫下的彎曲強(qiáng)度提高2.5％～43.3％，層間剪切強(qiáng)提高4.0％～12.6％；高溫處理后的彎曲強(qiáng)度提高13.0％～93.3％，層間剪切強(qiáng)提高40.5％～73.0％。
文檔編號(hào)B32B37/10GK101380836SQ200810137198
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者麗 劉, 磊 王, 黃玉東 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)