[發明專利]耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410325911.1
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN105273364B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 鄧詩峰;李登同;杜磊;周燕;魏楊;戴丹維;程利;蔣孝杰
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L65/00
• 分類號: C08L65/00;C08J9/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 朱小晶

【技術領域】

本發明涉及樹脂泡沫材料技術領域，具體地說，是一種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料及其制備方法。

【背景技術】

現有的有機高分子耐高溫泡沫材料如聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、環氧泡沫等使用溫度一般較低，通常小于300℃，而一些無機類多孔性材料制備工藝復雜，對一些復雜構件難以成型，限制了其使用范圍。含硅芳炔樹脂是近年發展起來的有機無機雜化材料，該樹脂具有優異的耐熱性，優良的介電性能及高溫陶瓷化性能，可作為耐高溫燒蝕防熱材料、耐高溫透波材料以及耐高溫陶瓷的前體，在航空航天領域具有廣闊的應用前景。而含硅芳炔樹脂泡沫材料具有重量輕，剛性大，尺寸穩定性好，耐化學腐蝕，耐熱性好，使用溫度可達500℃以上，可作為航天航空等領域理想的隔熱材料。除此之外，采用本發明制備含硅芳炔樹脂泡沫工藝簡單，制得的泡沫材料泡孔均勻，吸水率小，壓縮強度大，介電性能優異。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料，其原料組份為：

含硅芳炔樹脂100份

發泡劑0.5～10份

助發泡劑0.5～10份

所述的發泡劑為偶氮二甲酰胺AC或二亞硝基五亞甲基四胺(發泡劑H)或氧代雙苯磺酰肼OBSH，優選偶氮二甲酰胺AC發泡劑。

所述的助發泡劑為偶氮化合物、脲素、含亞硝基的胺類物質、金屬氧化物、金屬醋酸鹽、硬脂酸類物質中的任一種，優選脲素或氧化鋅。

一種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料的制備方法，其具體步驟為：

先將含硅芳炔樹脂100份預聚0.1～30min，冷卻到100℃左右，然后將發泡劑0.5～10份，助發泡劑0.5～10份混合均勻，加入到熔融的樹脂中，攪拌1～5分鐘，在130～250℃下進行發泡固化6～10h后得到耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料。

所述的發泡劑與助發泡劑是按以下步驟混合：準確稱取發泡劑、助發泡劑并按比例混合，混合比例為1～5∶1，優取1.25∶1；然后研磨均勻。

所述的固化工藝為：130～160℃/1～2h、160～180℃/1～2h、180～220℃/2～3h、220～250℃/2～4h。

所述的耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料的直徑為100～400μm，密度為0.2～0.9cm³，壓縮強度為1～30MPa。

所述的含硅芳炔樹脂結構式為

其中n為1-15，優選為2-6，R₁優選為CH₃，R₂優選為CH₃。

制備該樹脂主要包括以下步驟：

1.以鎂粉和鹵代烷為原料，在無水醚類溶劑如四氫呋喃中制得相應的烷基格式試劑；2在攪拌和冰浴冷卻條件下，將二乙炔基苯加入到烷基格式試劑制得相應的炔格式試劑；3將二鹵代硅烷加入到炔基格式試劑中，最后制得含硅芳炔樹脂。制備含硅芳炔樹脂的具體步驟參見((a.Wang F，Zhang J，et al.Polymer Bulletin，2006，56：19-26.(b).J.Zhang，J.Huang，et al.Express Polymer Letters，2007，1(12)：831～836.(c)CN709928.)。制備含硅芳炔樹脂泡沫材料所用的含硅芳炔樹脂可預先進行預聚，預聚的時間為0～30分鐘，優先采用20min。具體的的預聚方法是直接將100份含硅芳炔樹脂放置在烘箱中170℃處理20min。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：

(1)本發明所提供的含硅芳炔樹脂本身可作為耐高溫，耐燒蝕，耐高溫陶的前驅體。發泡后兼具這些特殊性能的同時又具有了發泡產品的隔熱性，低密度等優點。

(2)本發明提供的制備含硅芳炔樹脂發泡材料操作工藝簡便，通過控制不同的發泡條件可以得到密度可控的發泡產品，具有較高的生產效率。

(3)本發明對樹脂預聚可增大樹脂交聯程度，利于泡孔穩定不塌陷。

(4)本發明所得到的發泡材料泡孔直徑在100μm～400μm，密度在0.2g/cm³～0.9cm³壓縮強度在1MPa～30MPa。

【附圖說明】

圖1不同AC尿素配比的TG譜圖；

圖2實施例1的產品的SEM圖；