本发明专利技术公开了一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料及低熔点型芯，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：在20℃以下为硬质固体，玻璃化转变温度大于20℃，在低于180℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。这种材料可以应用于制备具有各种结构复杂的低熔点型芯，而且无毒、可反复使用、成本低廉、轻质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构复合制件的制备
，具体涉及一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料及低熔点型芯。
技术介绍
连续纤维增强的树脂基复合材料制件具有较高的比强度和比刚度，在航空航天、输油管道、高压容器、民用体育器材等领域具有越来越广泛的应用。连续纤维增强的树脂基复合材料制件制备方法主要有：铺叠成型、缠绕成型，还有新近发展的3D打印技术等。缠绕成型方法主要用于管道、容器或复杂含芯结构件的制备，如输油管道、高压气瓶、船舶或直升机的桨叶、民用轻质空心器材等，通常将纤维预浸后按设计的缠绕方向和工艺缠绕在一个型芯或中心材料上，型芯或中心材料赋予缠绕纤维结构的最终形状，随后固化得到复合材料制件，再脱模并脱除型芯得到空心制件，或保留型芯和连续纤维增强复合材料制件共同成为制件。铺叠成型则是将连续纤维织物或预浸料铺覆于一个模型面和中心模型材料上,得到预制体,再利用RTM工艺或预浸料工艺得到复合材料制件。但制备具有复杂内腔结构的制件时却遇到了难以解决的问题，主要是复杂结构的型芯会造成无法脱模的问题，因此难以制备长的管道结构或具有曲折管道结构的复合材料制件。一种已有的技术是应用水溶性型芯，即在复合材料成型后利用水溶的方法除去型芯，但不可避免带来溶解速度慢、型芯构成材料不能反复使用、环境污染、溶解处理影响复合材料制件性能等诸多问题。如果能将型芯构成材料制备成室温下具有较高的强度，而加热下可以软化并熔融，则这个问题迎刃而解。但直接选用传统的现有材料都会遇到一些问题，如低熔点金属合金，如作为保险丝使用的铅锡合金，在室温下硬度较低并且密度很大；使用无机晶体如硫磺，易挥发、升华导致气味很大，严重污染环境。综上，为了避免以上问题，需要发展新型的用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯用材料，满足制备不同基体的复杂内腔制件的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料及低熔点型芯，即通过分子设计，制备了一种室温下具有较高硬度，而热成型温度下为中低粘度液体的材料，这类材料应用于型芯时在室温下为玻璃态，具有较高硬度，可保持复合材料预制结构的形状，而在受热下成为有一定粘度的可流动液体，可从制件的内腔中排出，因此极易脱除型芯，满足制备具有复杂内腔的复合材料制件时对型芯构成材料的要求。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：在20℃以下为硬质固体，玻璃化转变温度大于20℃，在低于180℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。本专利技术所述的低熔点型芯的构成材料包括了低熔点(如小分子的结晶熔融)和低粘流温度(如玻璃态物质高于玻璃化转变温度一定值后成为可流动的液体)。优选地，所述低熔点型芯构成材料包括数均分子量为1000～20000的有机低聚物，成为液体后在120～180℃下能保存至少2小时不发生固化和分解。优选地，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：玻璃化转变温
度为20～80℃，在低于120℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。优选地，所述有机低聚物包括选自低聚物聚酯、环氧树脂低聚物的具有支化或超支化结构的低聚物中的至少一种。优选地，所述低熔点型芯构成材料包括由摩尔比为A1:B1:C1的双官能团环氧树脂、二胺化合物和单官能团环氧树脂共聚得到的环氧树脂低聚物；其中，A1:B1:C1＝(0.3～0.8):1:(3.4～2.4)，且2A1+C1＝4B1；所述二胺化合物为选自4,4′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯砜、3,3′-二氨基二苯醚和4,4′-二氨基二苯醚中的至少一种，所述双官能团环氧树脂包括选自牌号为E44、E51、E54和331中的至少一种双酚A型双官能团环氧树脂，所述单官能团环氧树脂包括苯基缩水甘油醚。优选地，所述低熔点型芯构成材料包括由摩尔比为A2:B2:C2的二醇或二酚、二元羧酸、单醇或单酚共聚得到的低聚物聚酯；其中，所述A2:B2:C2＝(0.8～0.95):1:(0.4～0.1)，且2A2+C2＝2B2；所述二醇为选自乙二醇，1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、对苯二酚二缩二乙二醇和间苯二酚二缩二乙二醇中的至少一种，所述二酚为选自对苯二酚、间苯二酚、对苯二酚二缩二乙二醇和间苯二酚二缩二乙二醇中的至少一种，所述二元羧酸为选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和丁二酸中的至少一种，所述单醇为选自甲醇、乙醇、丁醇和苯甲醇中的至少一种，所述单酚为苯酚。优选地，所述低熔点型芯构成材料为由摩尔比为A3:B3:C3的三元醇或三元酚、二元羧酸、单醇或单酚共聚得到的具有支化或超化结构的低聚物；其中，所述A3:B3:C3＝(0.8～1):2:(1.6～1)，且3A3+C3＝2B3；所述三元醇为选自三乙醇胺、丙三醇和1,2,4-丁三醇中的至少一种，所述二元羧酸为对苯二甲酸和/或间苯二甲酸，所述单醇为选自甲醇、乙醇、丁醇和苯甲醇中的至少一种，所述单酚为苯酚。优选地，所述低熔点型芯构成材料还包括选自阻燃剂、热塑性聚
合物增韧剂和纳米粒子增韧剂中的至少一种。优选地，所述低熔点型芯构成材料包括0～25wt％的阻燃剂和/或0～25wt％的热塑性聚合物增韧剂和/或0～5wt％的纳米粒子增韧剂。本专利技术还提供一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯，其特征在于，所述低熔点型芯包括本专利技术所提供的低熔点型芯构成材料。优选地，所述低熔点型芯内部设置有至少一根加热电阻。本专利技术方法具有如下优点：本专利技术的技术方案的核心是设计并制备了一系列基于有机低聚物的型芯构成材料，这些材料在室温下具有一定力学强度而升温后成为液态，因此容易通过加热除去的型芯构成材料，在室温下用此型芯构成材料预制复合材料内腔结构，固化过程中或固化后液态的型芯构成材料可以从中排出，或容易变形取出，因此可以用于制备具有复杂空腔结构的复合材料制件，避免了复杂型芯无法脱模的问题，弥补传统工艺方法的不足。这种材料可以应用于制备具有各种结构复杂的低熔点型芯，而且无毒、可反复使用、成本低廉、轻质。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术提供一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料包括数均分子量为1000～20000的有机低聚物；所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：在20℃以下为硬质固体，玻璃化转变温度大于20℃，在低于180℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体，成为液体后在120～180℃下能保存至少2小时不发生固化和分解，优选地，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：玻璃化转变温度为20～80℃，在低于120℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。根据本专利技术，所述有机低聚物可以包括选自低聚物聚酯、环氧
树脂低聚物的具有支化或超支化结构的低聚物中的至少一种。环氧树脂低聚物是本领域技术人员熟知的，例如，所述低熔点型芯构成材料可以包括由摩尔比为A1:B1:C1的双官能团环氧树脂(A1)、二胺化合物(B1)和单官能团环氧树脂(C1)共聚得到的环氧树脂低聚物；其中，A1:B1:C1＝(0.3～0.8):1:(3.4～2.4)，且2A1+C1＝4B1；所述二胺化合物可以为选自4,4′-二氨基二苯甲烷、4,4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：在20℃以下为硬质固体，玻璃化转变温度大于20℃，在低于180℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。
【技术特征摘要】
1.一种用于制备复杂内腔制件的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：在20℃以下为硬质固体，玻璃化转变温度大于20℃，在低于180℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。2.根据权利要求1所述的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料包括数均分子量为1000～20000的有机低聚物，成为液体后在120～180℃下能保存至少2小时不发生固化和分解。3.根据权利要求1所述的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料满足以下条件：玻璃化转变温度为20～80℃，在低于120℃时成为粘度低于200Pa·s的可流动液体。4.根据权利要求1所述的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述有机低聚物包括选自低聚物聚酯、环氧树脂低聚物的具有支化或超支化结构的低聚物中的至少一种。5.根据权利要求1或4所述的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料包括由摩尔比为A1:B1:C1的双官能团环氧树脂、二胺化合物和单官能团环氧树脂共聚得到的环氧树脂低聚物；其中，A1:B1:C1＝(0.3～0.8):1:(3.4～2.4)，且2A1+C1＝4B1；所述二胺化合物为选自4,4′-二氨基二苯甲烷、4,4′-二氨基二苯砜、3,3′-二氨基二苯醚和4,4′-二氨基二苯醚中的至少一种，所述双官能团环氧树脂包括选自牌号为E44、E51、E54和331中的至少一种双酚A型双官能团环氧树脂，所述单官能团环氧树脂包括苯基缩水甘油醚。6.根据权利要求1或4所述的低熔点型芯构成材料，其特征在于，所述低熔点型芯构成材料包括由摩尔比为A2:B2:C2的二醇或二酚、二元羧酸、...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯跃飞，
申请(专利权)人：北京鸿鹄雄狮技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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