专利名称：增韧型聚酰亚胺层压板及其制造方法
技术领域：
本发明属于高温耐热材料制造技术领域，具体涉及一种增韧型聚酰亚胺层压板及其制造方法。
背景技术：
目前，用于生产层压板的聚酰亚胺树脂大多采用传统的MDA固化方式，虽然此方式能够保证其玻璃化转变温度(Tg)在200°C以上，但其存在以下缺陷1、板材韧性差、粘结性差、不易加工；此外，在高压条件下或运动电机电器中长期使用时，会出现开裂、分层等现象，使用寿命短。2、更为严重的是，MDA有毒，其对人体的伤害较大。针对上述第1个缺陷即其韧性差、粘结性差、不易加工的缺点，业内也有人做了大量实验，试图对其进行改进，最典型的就是BT改性、酚醛环氧树脂改性，此类改进的结果是虽然改进的效果确实很明显，但在一定程度上牺牲了玻璃化转变温度，其耐热性明显降低。而业内针对上述第2点缺陷却始终没有得到有效地解决。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明公开了一种增韧型聚酰亚胺层压板及其制造方法。本发明采用聚酰亚胺固化方式-DABPA固化方式。随着纳米级乙基纤维素的应用，其潜在的性能也被逐步发掘出来。本发明采用少量的纳米级乙基纤维素，并搭配其它改性剂、纳米级填料，取得了显著的技术效果。本发明采取以下技术方案增韧型聚酰亚胺层压板，由下列物料混配并压制而成 (按质量比计算)双马来酰亚胺单体(BMI) :40.0%2-烯丙基双酚 A (DABPA) :10.0%F51酚醛环氧树脂3. 0 5. 0 %纳米级乙基纤维素0. 5 0.7%纳米级SiO2 :5. 0% 7.0%%甲酰胺(DMF) 38. 0 41. 0%。本发明还公开了一种上述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，包括树脂合成-上胶-叠配-压制四大步骤，具体如下第一、树脂合成①树脂合成工艺a.按配方要求加入甲酰胺(DMF)，搅拌升温至60 65°C ；b.加入固化剂2-烯丙基双酚A(DABPA)，搅拌升温至85 90°C ；c.加入双马来酰亚胺单体(BMI)，85 90°C恒温搅拌至均勻，再加入F51酚醛环氧树脂和纳米级乙基纤维素；
d.搅拌升温至120 125°C，恒温30min，在210°C的条件下，测树脂凝胶时间(可以选用圆孔法测树脂凝胶时间)，若凝胶时间< 120s，则停止加热；若凝胶时间> 120s，保持恒温120 125°C，每隔15 30min测一次凝胶时间，至凝胶时间为110 120s内为止；e.降温至50°C以下，测凝胶时间，可得凝胶时间在90 1(^S//210°C之间；f.按比例添加纳米级SiO2，并补充一定量的甲酰胺(DMF)，常温搅拌Ih;g.过滤并收集到指定的容器内。②树脂中控指标a.凝胶时间90 105s/210°Cb.树脂固体含量57士2%第二、上胶将第一步制得的树脂采用电子级玻璃纤维布经过立式上胶机上胶得到半固化片，并按要求切成一定形状。半固化片的中控指标可以为树脂含量40 45%半固化片凝胶时间PGQKTC ) 45 60s流动度18 邪讓挥发分彡0.4%第三、叠配将第二步制得的半固化片按照板材的厚度需要，把一定数量的半固化片叠配。第四、压制将第三步叠配好的半固化片与不锈钢板一对一对应上下叠合，然后送入真空压机进行压制，压制工艺温度如下先在120°C条件下，压制30min ；后在150°C条件下，压制20min ；再在170°C条件下，压制20min ；最后在240 V条件下，压制2 4h。本发明的有益效果在于1)本发明增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法采用DABPA固化方式，其板材韧性较 MDA固化方式，提高了近80%，玻璃化转变温度提高到250°C以上；且，对人体无害。2)与单纯的BT改性、酚醛环氧树脂改性相比，本发明能够保证在大幅度提高板材韧性的同时，玻璃化转变温度不会降低。3)本发明增韧型聚酰亚胺层压板是典型的IPN结构设计，其使分子结构更紧密， 更有利于提高板材韧性；本发明的聚酰亚胺层压板，其韧性在现有的聚酰亚胺层压板的 3. 5倍以上。
具体实施例方式结合具体实施例对本发明做进一步描述。实施例1 增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，具体如下第一、树脂合成选取合成树脂的物料及其参数BMI (g) 200
DABPA(g) 50F51(g) 25纳米级乙基纤维素(g) 3纳米级SiO2 (g) 30DMF (g) 192然后按以下步骤进行a.加入甲酰胺(DMF)，搅拌升温至60 65°C ；b.加入固化剂2-烯丙基双酚A (DABPA)，搅拌升温至85 90°C ；c.加入双马来酰亚胺单体(BMI)，85 90°C恒温搅拌至均勻，再加入F51酚醛环氧树脂和纳米级乙基纤维素；d.搅拌升温至120 125°C，恒温30min，测树脂凝胶时间；e.每隔15 30min测一次凝胶时间，至凝胶时间为110 120s止；f，降温至50°C以下，测凝胶时间；g.按比例添加纳米级SiO2，并补充一定量的甲酰胺(DMF)，常温搅拌Ih;h.过滤并收集到指定的容器内。树脂中控指标树脂凝胶时间(s/210°C) 100. 5树脂固体含量(％ ) 58. 2。第二、上胶将第一步制得的树脂采用电子级玻璃纤维布经过立式上胶机上胶得到半固化片，按要求切成一定形状；半固化片参数半固化片树脂含量(％ )42. 4半固化片凝胶时间(s/210°C )46半固化片流动度(mm) 21半固化片挥发分(％ )0. 22。第三、叠配将第二步制得的半固化片按照板材的厚度需要，把数片半固化片叠配。第四、压制将第三步叠配好的半固化片与不锈钢板一对一对应叠合，然后送入真空压机进行压制，压制工艺温度如下先在120°C条件下，压制30min ；后在150°C条件下，压制20min ；再在170°C条件下，压制20min ；最后在240 V条件下，压制2 4h。层压板压制参数压制板材厚度(mm) 2. 0压制总时间(min)220恒温时间(min)150。所制得的层压板的特性板材Tg (°C 063.07
板材韧性35。
实施例2
本实施例与实施例一的不同之处在于
树脂合成参数
BMI(g) 200
DABPA(g) 50
F51(g) 15
纳米级乙基纤维素(g) 2. 5
纳米级 SiO2 (g) 30
DMF(g) 202. 5
(本实施例降低了 F51和纳米级乙基纤维素的含量。)
树脂凝胶时间(s/210°C ) :98. 0
树脂固体含量(％ ) :57.9
半固化片参数
半固化片树脂含量(％) =44.3
半固化片凝胶时间(s/210°C ) 50
半固化片流动度(mm) 23
半固化片挥发分(％) 0. 30
层压板压制参数
压制板材厚度(mm) 2. 0
压制总时间(min) 220
恒温时间(min) 150
所制得的层压板的特性
板材 Tg(°C ) 260. 56
板材韧性33。
本实施例其它内容可参考实施例一。
实施例3
本实施例与实施例一的不同之处在于
树脂合成参数
BMI (g) 200
DABPA(g) 50
F51(g) 25
纳米级乙基纤维素(g) 3.5
纳米级 SiO2 (g) 25
DMF (g) 196. 5
树脂凝胶时间(s/210°C ) :93. 7
树脂固体含量(％ ) :58.0
半固化片参数
半固化片树脂含量(％) 42.0
半固化片凝胶时间(s/210°C ) 48半固化片流动度(mm) :19半固化片挥发分(％) 0.21层压板压制参数压制板材厚度(mm) :2.0压制总时间(min) :220恒温时间(min):150所制得的层压板的特性板材Tg (°C ) :256.99板材韧性38。本实施例其它内容可参考实施例一。实施例4:本实施例与实施例一的不同之处在于树脂合成参数BMI (g) 200DABPA(g) 50F51(g) 20纳米级乙基纤维素(g) 3纳米级SiO2 (g) 35DMF (g) 192树脂凝胶时间(s/210°C) :103. 4树脂固体含量(％) :58.3半固化片参数半固化片树脂含量(％ ) 43. 3半固化片凝胶时间(s/210°C ) 45半固化片流动度(mm) :21半固化片挥发分(％) 0. 27层压板压制参数压制板材厚度(mm) :2. 0压制总时间(min) :220恒温时间(min):150所制得的层压板的特性板材Tg (°C ) :263.88板材韧性33。本实施例其它内容可参考实施例一。上述实施例中，原料可以选取如下生产销售者双马来酰亚胺单体(BMI)湖北华烁科技股份有限公司医药化工新材料事业部；2-烯丙基双酚A (DABPA)武汉志晟科技有限公司；F51酚醛环氧树脂上海苏特电气有限公司；
纳米级乙基纤维素上海赫力斯特化工有限公司；纳米级SW2 上海百图高新材料科技有限公司。本领域的普通技术人员应当认识到，本发明并不限于上述实施例，任何对本发明的变换、变型都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.增韧型聚酰亚胺层压板，其特征是由下列物料按质量比混配并压制而成 双马来酰亚胺单体40.0%2-烯丙基双酚A :10. 0% F51酚醛环氧树脂:3. 0 5. 0% 纳米级乙基纤维素0. 5 0. 7% 纳米级 SiO2 :5. 0% 7. 甲酰胺38. 0 41.0%。
2.一种如权利要求1所述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，具体步骤如下 第一、树脂合成a.加入甲酰胺，搅拌升温至60 65°C；b.加入固化剂2-烯丙基双酚A，搅拌升温至85 90°C；c.加入双马来酰亚胺单体，85 90°C恒温搅拌至均勻，再加入F51酚醛环氧树脂和纳米级乙基纤维素；d.搅拌升温至120 125°C，恒温30min，在210°C的条件下，测树脂凝胶时间，若凝胶时间彡120s，则停止加热；若凝胶时间> 120s，保持恒温120 125°C，每隔15 30min测一次凝胶时间，至凝胶时间为110 120s内为止；e.降温至50°C以下，测凝胶时间，可得凝胶时间在90 10 之间；f.按比例添加纳米级SiO2,并补充一定量的甲酰胺，常温搅拌Ih；g.过滤并收集到指定的容器内；第二、上胶将第一步制得的树脂采用电子级玻璃纤维布经过立式上胶机上胶得到半固化片；第三、叠配将第二步制得的半固化片按照板材的厚度需要，把数片半固化片叠配； 第四、压制将第三步叠配好的半固化片与不锈钢板一对一对应叠合，然后送入真空压机进行压制，压制工艺温度如下 先在120°C条件下，压制30min ； 后在150°C条件下，压制20min ； 再在170°C条件下，压制20min ； 最后在240°C条件下，压制2 4h。
3.如权利要求2所述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，其特征在于第一步中，树脂中控指标a.凝胶时间90 105s；b.树脂固体含量57士 2%。
4.如权利要求2所述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，其特征在于第二步中，半固化片的中控指标为树脂含量40 45% 半固化片凝胶时间PGQKTC ) 45 60s 流动度18 25mm 挥发分0.4%。
5.如权利要求2所述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，其特征在于第二步中，制得半固化片后，按要求切成所需的形状。
6.如权利要求2所述增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法，其特征在于第一步，d 选用圆孔法测树脂凝胶时间。
全文摘要
本发明属于高温耐热材料制造技术领域，具体涉及一种增韧型聚酰亚胺层压板及其制造方法。本发明增韧型聚酰亚胺层压板，由下列物料混配并压制而成(按质量比计算)双马来酰亚胺单体(BMI)40.0％、2-烯丙基双酚A(DABPA)10.0％、F51酚醛环氧树脂3.0～5.0％、纳米级乙基纤维素0.5～0.7％、纳米级SiO25.0％～7.0％％、甲酰胺(DMF)38.0～41.0％。本发明增韧型聚酰亚胺层压板的制造方法采用DABPA固化方式，其板材韧性较MDA固化方式，提高了近80％，玻璃化转变温度提高到250℃以上；且对人体无害。
文档编号C08L63/04GK102408714SQ20111026706
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者尹惠亭, 沈宗华, 董辉 申请人:浙江华正新材料股份有限公司