CN101130632A

CN101130632A - 一种聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料

Info

Publication number: CN101130632A
Application number: CNA2007101200467A
Authority: CN
Inventors: 詹茂盛; 王凯; 沈燕侠
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-02-27

Abstract

本发明涉及一种聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料。本发明的目的是提供一种功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料，通过填充不同功能的粒子填料并与不同规格和不同材质的蜂窝配合，提高纯聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料的力学性能，并赋予其吸波、阻燃、隔热、减震、降噪等功能。本发明的改性聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料包括：(1)可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球；(2)功能填料；(3)偶联剂或表面活性剂；(4)蜂窝。其中，(1)可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球占复合材料总质量的5％wt～89％wt；(2)功能填料占复合材料总质量的0.01％wt～70％wt；(3)偶联剂占复合材料总质量的0wt～3％wt；(4)蜂窝占复合材料总质量的10％wt～94％wt。本发明的复合材料具有优异的耐高温、耐低温、力学性能和阻燃、隔热、降噪或吸波功能。

Description

一种聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料，具体地说，涉及一种功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能优异、耐热性能突出的高分子材料，在航空、航天、微电子、电气、液晶、分离膜、激光等领域都有广泛应用。聚酰亚胺类材料制品种类众多，主要包括：模塑树脂/零件、薄膜、纤维、预浸料/复合材料、涂料、胶粘剂和软、泡沫等。

聚酰亚胺泡沫具有良好的阻燃性，抗明火，不发烟，不产生有害气体；质量轻；较好的柔性和回弹性；易于安装、维护；耐高、低温；环境友好，不含卤素和消耗臭氧物质等优点，因此得到了广泛的应用。

聚酰亚胺泡沫材料的制备方法较多，美国专利US3249561、US3483144、US4305796、US4439381、US4822537、US4900761、US507183、US5122546、US5298531、欧洲专利EP0376592、中国专利CN1528808A等报道了一些制备聚酰亚胺泡沫材料的方法，包括溶液发泡法、熔体发泡法、微波发泡法、前驱体微球发泡法。

已商品化的聚酰亚胺泡沫产品较少，且只有少数几个国家具有生产聚酰亚胺泡沫的能力。主要为美国Ethyl公司生产的Solimide^聚酰亚胺泡沫、NASA授权的Sordal^Rexfoam系列产品、美国NASA开发的TEEK^TM系列聚酰亚胺泡沫，该泡沫主要供NASA使用。另外，还有德国Rhm公司生产的Rohacell聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。其中，长期使用温度大于200℃的聚酰亚胺泡沫均为柔性或半刚性泡沫材料，无法直接作为结构材料使用，Yudin等[PolymerComposite，1999，20(3)：337]报道了利用纤维毡增强聚酰亚胺泡沫，可将泡沫压缩强度提高近50倍，但密度也增加了十几倍。

美国专利US5011551报道了一种通过添加无机粒子提高泡沫阻燃性能的方法，该方法是将开孔的聚酰亚胺泡沫浸泡在无机粒子的悬浊液或凝胶中，使泡沫的空中浸满液体，然后除去多余的凝胶，烘干泡沫，使无机粒子留在泡沫的孔洞中，从而提高其阻燃性能。但这种方法仅适于开孔的大块聚酰亚胺泡沫，不适用于聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料。

为解决聚酰亚胺泡沫材料机械强度不足的问题，欧洲专利EP0514623A2报道了一种聚酰亚胺泡沫填充蜂窝的方法，即将聚酰亚胺泡沫前驱体粉末填充到蜂窝中，然后加热发泡形成泡沫填充蜂窝板材。该方法只是聚酰亚胺泡沫前驱体粉末填充蜂窝。美国专利US5188879报道了一种聚酰亚胺泡沫填充蜂窝结构，将聚酰亚胺泡沫前驱体粉末预固化，成为一种容易处理的刚性状态，然后将蜂窝压入其中，再加热固化形成泡沫填充蜂窝板材。该方法在一定程度上改进了聚酰亚胺泡沫填充蜂窝材料的成形方法。这两个专利方法仅将单纯的聚酰亚胺泡沫填充到蜂窝中，阻燃、隔热、减震、降噪以及隐身等性能往往不能满足许多实际应用要求，因此，本发明开发一种具有良好机械性能且同时具有良好功能(吸波、阻燃、降噪等)的聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料，即通过填充不同功能粒子，与不同规格和材质的蜂窝材料配合，协同提高聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料的力学性能，并赋予其阻燃、隔热、减震、降噪以及吸波等功能。因此，本发明的最大优点在于可以根据使用需要，通过选择不同功能粒子和质量含量，对蜂窝复合材料进行设计，从而赋予蜂窝复合材料各种不同的功能和力学性能。具体如下：

聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料常用于各种武器装备，现代战争要求各种武器装备具有良好的雷达隐身性能，因此赋予其吸波能力有助于提高武器装备的隐身性能。此外，聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料还可用于吸波暗室。因此，本发明将金属蜂窝、陶瓷蜂窝和玻纤或纤增强树脂蜂窝与聚酰亚胺泡沫配合，并通过在聚酰亚胺泡沫中添加吸波剂，如碳黑、碳纳米管、碳纤维、碳化硅纤维、碳化硅/碳纤维、多晶铁纤维、金属氧化物、表面金属化的空心微珠以及各种复合吸波剂，赋予复合材料吸波性能。

聚酰亚胺泡沫本身具有较好的隔热性能，可以用作轻质隔热层，但在一些特殊的应用场合其阻燃性能还需要进一步提高。因此，本发明将陶瓷蜂窝和玻纤增强树脂蜂窝与聚酰亚胺泡沫配合，并通过在聚酰亚胺泡沫中添加不含卤素的阻燃剂，如氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、硅灰石、蒙脱土、高岭土、云母、多孔矿石粉末(浮石、膨化蛭石、珍珠岩等)、二氧化硅、石英砂、碳酸钙、滑石粉及其混合物，制备出具有良好阻燃性能的复合材料。

此外，聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料还可用于建筑、设备间、坦克舱室、舰艇舱室的隔声、减震、降噪层。本发明通过在聚酰亚胺泡沫中添加片状无机填料和空心微球，如蒙脱土、高岭土、云母、石膏粉、玻璃微珠等，进一步提高复合材料的减震性能。

本发明提供的改性聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料组成包括：

(1)可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球；

(2)功能填料；

(3)偶联剂或表面活性剂；

(4)蜂窝材料。

蜂窝材料是指由金属、陶瓷、纤维增强树脂等材料形成的连续的壁板和截面呈三角形、四边形、五边形、六边形、圆形以及不规则多边形的孔洞组成的多孔材料，其表观密度为0.02～0.2g/cm³。

其中，(1)可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球占复合材料总质量的5％wt～89％wt，优选为15％wt～70％wt，更优选为30％wt～60％wt；(2)功能填料占复合材料总质量的0.01％wt～70％wt，优选为0.3％wt～50％wt，更优选为1％wt～30％wt；(3)偶联剂最多占复合材料总质量的3％wt；(4)蜂窝占复合材料总质量的10％wt～94％wt，优选为25％wt～80％wt，更优选为30％wt～60％wt。

所述的可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球是指可在一定条件下发泡或粘结形成聚酰亚胺泡沫的材料，一般由芳香族二酐或其衍生物A、芳香族二胺B和封端剂C制备的，A、B和C的摩尔比包括1∶(0.5～2)∶(0～2.0)，优选为1∶(0.75～1.5)∶(0～1.0)，更优选为1∶(0.9～1.1)∶(0～0.2)；。

其中，A组分包括：3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐(s-BTDA)、2，3’，3，4’-二苯酮四酸二酐(a-BTDA)、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、3，3’，4，4’-联苯四酸二酐(s-BPDA)、2，3’，3，4’-联苯四酸二酐(a-BPDA)、1，2，4，5-均苯四酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4’-二苯醚四酸、3，3’，4，4’-二苯醚二酸二酯、3，3’，4，4’-二苯酮四酸、3，3’，4，4’-二苯酮二酸二酯、2，3’，3，4’-二苯酮四酸、2，3’，3，4’-二苯酮二酸二酯、双酚A型二苯醚四酸、双酚A型二苯醚二酸二酯、3，3’，4，4’-联苯四酸、3，3’，4，4’-联苯二酸二酯、2，3’，3，4’-联苯四酸、2，3’，3，4’-联苯二酸二酯、1，2，4，5-均苯四酸、1，2，4，5-均苯二酸二酯或其混合物。

B组分包括：3，4’-二氨基二苯醚(3，4’-ODA)、4，4’-二氨基二苯醚(4，4’-ODA)、4，4’-二氨基二苯甲酮(4，4’-DABP)、3，4’-二氨基二苯甲酮(3，4’-DABP)、3，3’-二氨基二苯甲酮(3，3’-DABP)、双酚A二苯醚二胺(BAPP)或其混合物。

C组分包括：邻苯四甲酸酐、4-乙炔基苯酐、苯乙炔苯酐、苯胺、3-乙炔基苯胺、4-乙炔基苯胺、苯乙炔苯胺、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或其混合物。

所述的功能填料包括：吸波填料选自碳黑、碳纳米管、碳纤维、碳化硅纤维、碳化硅/碳纤维(碳化硅和碳的复合纤维)、多晶铁纤维、金属氧化物、表面金属化的空心微珠等中的一种或多种；阻燃填料选自氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、硅灰石、蒙脱土、高岭土、云母、多孔矿石粉末(浮石、膨化蛭石、珍珠岩等)、二氧化硅、石英砂、碳酸钙、滑石粉等中的一种或多种；降噪填料选自蒙脱土、高岭土、云母、石膏粉、玻璃微珠等中的一种或多种。

所述功能填料，其表面是经过钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、丙烯酸类偶联剂、聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷等中的一种或多种改性的。

所述的蜂窝材料包括：金属蜂窝、陶瓷蜂窝、纺轮蜂窝、酚醛蜂窝、石英蜂窝以及各种纤维增强树脂的蜂窝；蜂窝孔形状包括：六边形、圆形、三角形、四边形以及不规则多边形；蜂窝孔横断面积为10mm³～5000mm³。

本发明提供的改性聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料可由如下制备步骤：

(1)芳香族二酐或其衍生物或二者的混合物、芳香族二胺和封端剂在适当的溶剂中反应2小时～24小时，制备出聚酰亚胺泡沫前驱体溶液，所述溶剂选自四氢呋喃、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇及其混合物；

(2)将功能填料均匀分散到所述的聚酰亚胺泡沫前驱体溶液中；

(3)将改性的聚酰亚胺前驱体溶液加热(35℃～100℃)，除去大部分小分子挥发物，得到前驱体粉末，因前驱体粉末中仍含有少量以氢键结合的溶剂，当再次加热时，前驱体发生闭环反应，放出小分子和结合的溶剂，从而导致前驱体发泡；

(4)将所述的前驱体粉末在100℃～180℃进行加热，预发泡得到聚酰亚胺泡沫前驱体微球；

(5)将聚酰亚胺前驱体粉末或微球均匀填充到蜂窝材料的孔中，在250℃～400℃酰亚胺化形成刚性粒子改性聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝材料。

所述功能填料使被所述偶联剂表面改性的。

本发明的优点有：

1)聚酰亚胺泡沫前驱体制备工艺简单。

2)泡沫在蜂窝孔洞中原位发泡，与蜂窝结合良好。

3)功能填料种类和含量可灵活控制，可根据需要对蜂窝复合材料进行设计，从而赋予泡沫填充蜂窝复合材料不同的功能。

4)蜂窝材料轻质、抗压性能突出，在不提高复合材料整体密度的前提下，可有效提高复合材料的强度，还可提高泡沫材料的结构完整性和抗变形能力，从而实现复合材料的结构和功能一体化的目标；蜂窝的种类与复合材料相互匹配，在具有吸波功能的复合材料中，蜂窝材料本身就可以用具有吸波性能的材料制备，在具有阻燃功能的复合材料中，蜂窝材料本身就可以用具有吸波性能的材料制备。

本发明的填充蜂窝复合材料可用于飞行器、飞机、武器装备、潜艇、舰船、汽车、雷达、建筑、微波暗室或高级体育用品中。例如：飞机的走廊、行李架、天花板等的隔热降噪层，飞机油箱的防火抑爆层，运载火箭的整流罩，航天飞机表面低温区绝热层，舰船、潜艇上隔热、降噪的壳体，装甲车、高速列车上的隔热、降噪复合材料，以及高档体育用头盔的隔热、降噪、防震层等。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行描述，且只适用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作一些非本质的改进和调整。

实施例1

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入400克4，4’-ODA，2400克四氢呋喃与800克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入620克ODPA，30℃搅拌12小时，再加入20克碳纳米管，继续搅拌3～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

利用80目不锈钢筛网将300克该粉末均匀填充到一六边形边长为10mm，尺寸为500mm×500mm×10mm的石英蜂窝的孔洞中，蜂窝底部垫有一块石墨平板，在蜂窝上盖上一块石墨平板，然后放入高温烘箱中，在140℃下加热1小时、250℃加热1小时、300℃加热1小时，之后冷却，即得碳纳米管改性聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料。

实施例2

先将实施例1中得到的聚酰亚胺泡沫前驱体粉末300克在140℃预发泡成微球，然后将微球均匀填满到一块与实施例1相同的石英蜂窝中，蜂窝底部垫有一块石墨平板，在蜂窝上盖上一块石墨平板，然后放入高温烘箱中，在250℃下加热1小时、300℃加热1小时，之后冷却，即得碳纳米管改性聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料。

实施例3

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克4，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入310克ODPA，30℃搅拌12小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉，再将10克碳纳米管与得到的前驱体粉末充分混合，得到聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。其余同实施例1。

实施例4

将实施例1中的石英蜂窝换成相同尺寸的纺轮蜂窝，其它同实施例1。

实施例5

将实施例1中的20g碳纳米管换成100g多晶铁纤维，其它同实施例1。

实施例6

将实施例1中的20g碳纳米管换成200g多晶铁纤维，其它同实施例1。

实施例7

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入400克4，4’-ODA，2400克四氢呋喃与800克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入620克ODPA，30℃搅拌12小时，再加入2克KH550偶联剂，搅拌均匀后再加入98克氢氧化镁，继续搅拌3小时～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例1。

实施例8

将实施例5中的氢氧化镁换成有机蒙脱土，其它同实施例7。

实施例9

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克3，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入310克ODPA，30℃搅拌12小时，再加入20克碳纳米管，继续搅拌3小时～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

将得到的聚酰亚胺泡沫前驱体粉末300克在140℃预发泡成微球，然后将微球均匀填满到一块尺寸与实施例1相同的铝蜂窝中，蜂窝底部垫有一块石墨平板，在蜂窝上盖上一块石墨平板，然后放入高温烘箱中，在250℃下加热1小时、300℃加热1小时，之后冷却，即得碳纳米管改性聚酰亚胺泡沫填充蜂窝复合材料。

实施例10

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克3，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入322克BTDA，30℃搅拌12小时，再加入20克碳纳米管，继续搅拌3小时～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例9。

实施例11

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克4，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入322克BTDA，30℃搅拌12小时，再加入20克碳纳米管，继续搅拌3小时～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后，研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例9。

实施例12

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克4，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入290克ODPA和22克PMDA，30℃搅拌12小时，再加入20克碳纳米管，继续搅拌3小时～5小时，将该溶液在70℃烘干18小时后，研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例9。

比较例1

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入400克4，4’-ODA，2400克四氢呋喃与800克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入620克ODPA，30℃搅拌12小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例1。

比较例2

在配有搅拌器的三颈圆底烧瓶中，加入200克3，4’-ODA，1200克四氢呋喃与400克甲醇的混合溶剂中，搅拌使固体全部溶解，然后加入310克ODPA，30℃搅拌12小时，将该溶液在70℃烘干18小时后研磨成粉即为聚酰亚胺泡沫前驱体粉末。

其它同实施例9。

由上述实例1至实施例12和比较例1至2所得聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料的密度、玻璃化转变温度和压缩强度表示在表1中。

表1制备聚硅氧烷酰亚胺泡沫材料配比与泡沫玻璃化转变温度

实例/样品号	主要成分	密度/g·cm^-3	玻璃化转变温度Tg/℃	压缩强度/MPa
实例/样品号	主要成分	密度/g·cm^-3	玻璃化转变温度Tg/℃	压缩强度/MPa	1	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.108	284	4.0
2	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.120	285	4.3	1	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.108	284	4.0
2	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.120	285	4.3	3	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.112	285	3.9
4	纺轮蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.098	284	3.4	3	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.112	285	3.9
4	纺轮蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/碳纳米管	0.098	284	3.4	5	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/多晶铁纤维	0.118	286	4.4
6	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/多晶铁纤维	0.127	290	4.5	5	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/多晶铁纤维	0.118	286	4.4
6	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/多晶铁纤维	0.127	290	4.5	7	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/氢氧化镁	0.110	288	4.1
8	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/有机蒙脱土	0.108	291	4.2	7	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/氢氧化镁	0.110	288	4.1
8	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA/有机蒙脱土	0.108	291	4.2	9	铝蜂窝/3，4’-ODA-ODPA/玻璃微珠	0.088	258	2.0
10	铝蜂窝/3，4’-ODA-BTDA/玻璃微珠	0.092	272	2.1	9	铝蜂窝/3，4’-ODA-ODPA/玻璃微珠	0.088	258	2.0
10	铝蜂窝/3，4’-ODA-BTDA/玻璃微珠	0.092	272	2.1	11	铝蜂窝/4，4’-ODA-BTDA/有机蒙脱土	0.092	315	2.1
12	铝蜂窝/4，4’-ODA-ODPA-PMDA/有机蒙脱土	0.094	318	2.0	11	铝蜂窝/4，4’-ODA-BTDA/有机蒙脱土	0.092	315	2.1
12	铝蜂窝/4，4’-ODA-ODPA-PMDA/有机蒙脱土	0.094	318	2.0	比较例1	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA	0.101	278	3.8
比较例2	铝蜂窝/3，4’-ODA-ODPA	0.083	250	1.9	比较例1	石英蜂窝/4，4’-ODA-ODPA	0.101	278	3.8

在8GHz～18GHz范围内，实施例1～6的电磁波反射率均小于未添加功能填料的比较例1的反射率，反射率降低4GHz～20dB，说明添加吸波性填料后，复合材料的吸波性能明显提高；实施例7～8的极限氧指数比未添加功能填料的比较例1的极限氧指数提高8％～23％，说明添加阻燃性填料后，复合材料的阻燃性能明显提高；实施例9～12的声波透过率均小于未添加功能填料的比较例2的透过率，透过率降低3GHz～12dB，说明添加降噪填料后，复合材料的减震降噪性能明显提高。

Claims

1.一种聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料，其特征在于：所述复合材料的蜂窝孔中填充有功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫，所述功能填料能赋予所述复合材料不同的功能，所述改性聚酰亚胺泡沫是在蜂窝孔中原位发泡的。

2.如权利要求1所述的填充蜂窝复合材料，其特征在于：可发泡的聚酰亚胺前驱体粉末或微球占复合材料总质量的5％wt～89％wt；功能填料占复合材料总质量的0.01％wt～70％wt；偶联剂占复合材料总质量的0～3％wt；蜂窝占复合材料总质量的10％～94％wt。

3.如权利要求1～2所述的填充蜂窝复合材料，其特征在于：所述功能填料选自吸波填料、阻燃填料、或降噪填料。

4.如权利要求1～3所述的填充蜂窝复合材料，其特征在于：吸波填料选自碳黑、碳纳米管、碳纤维、碳化硅纤维、碳化硅/碳纤维、多晶铁纤维、金属氧化物、表面金属化的空心微珠等中的一种或多种；阻燃填料选自氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、硅灰石、蒙脱土、高岭土、云母、多孔矿石粉末、二氧化硅、石英砂、碳酸钙、滑石粉等中的一种或多种；降噪填料选自蒙脱土、高岭土、云母、石膏粉、玻璃微珠等中的一种或多种，并且是经过偶联剂进行表面处理的。

5.如权利要求1～2中任一项所述的填充蜂窝复合材料，其特征在于：所述聚酰亚胺是由芳香族二酐或其衍生物A、芳香族二胺B和封端剂C制备的，其中A组分选自：3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐(s-BTDA)、2，3’，3，4’-二苯酮四酸二酐(a-BTDA)、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、3，3’，4，4’-联苯四酸二酐(s-BPDA)、2，3’，3，4’-联苯四酸二酐(a-BPDA)、1，2，4，5-均苯四酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4’-二苯醚四酸、3，3’，4，4’-二苯醚二酸二酯、3，3’，4，4’-二苯酮四酸、3，3’，4，4’-二苯酮二酸二酯、2，3’，3，4’-二苯酮四酸、2，3’，3，4’-二苯酮二酸二酯、双酚A型二苯醚四酸、双酚A型二苯醚二酸二酯、3，3’，4，4’-联苯四酸、3，3’，4，4’-联苯二酸二酯、2，3’，3，4’-联苯四酸、2，3’，3，4’-联苯二酸二酯、1，2，4，5-均苯四酸、1，2，4，5-均苯二酸二酯或其混合物；所述B组分选自：3，4’-二氨基二苯醚(3，4’-ODA)、4，4’-二氨基二苯醚(4，4’ODA)、4，4’-二氨基二苯甲酮(4，4’-DABP)、3，4’-二氨基二苯甲酮(3，4’-DABP)、3，3’-二氨基二苯甲酮(3，3’-DABP)、双酚A二苯醚二胺(BAPP)或其混合物；所述C组分选自：邻苯四甲酸酐、4-乙炔基苯酐、苯乙炔苯酐、苯胺、3-乙炔基苯胺、4-乙炔基苯胺、苯乙炔苯胺、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或其混合物。

6.如权利要求1～4中任一项所述的填充蜂窝复合材料，其特征在于：所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、丙烯酸类偶联剂、聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷等中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的填充蜂窝复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将芳香族二酐或其衍生物或二者的混合物、芳香族二胺和封端剂在溶剂中反应2小时～24小时，制备出聚酰亚胺泡沫前驱体溶液；

(2)将功能填料均匀分散到上述(1)所述的聚酰亚胺泡沫前驱体溶液中，制得功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫复合前驱体溶液；

(3)将上述(2)中所述的改性聚酰亚胺泡沫复合前驱体溶液在35℃～100℃内加热，除去大部分小分子挥发物，得到功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫复合前驱体粉末；

(4)将上述(3)中所述的前驱体粉末在100℃～180℃内加热，预发泡得到功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫前驱体微球；

(5)将上述(3)中所述的功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫复合前驱体粉末或上述(4)中所述的功能填料分散改性的聚酰亚胺泡沫前驱体微球等质量填充到各蜂窝孔中，在250℃～400℃内酰亚胺化形成功能粒子分散改性的聚酰亚胺泡沫原位填充蜂窝复合材料。

8.如权利要求1～7的任一项所述的填充蜂窝复合材料在飞行器、飞机、武器装备、潜艇、舰船、汽车、雷达、建筑、微波暗室或高级体育用品中的可得到应用。