[發明專利]含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂、UV固化耐燒蝕涂料、UV固化耐燒蝕原位瓷化涂料及制備方法

有效

• 申請號: 202110372489.5
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112920356B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 陳立新;馮弢;趙輝;汪振宇
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C08G8/28
• 分類號: C08G8/28;C08G8/30;C09D161/14;C09D5/18;C09D1/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 屠沛

本發明提供了一種含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂、UV固化耐燒蝕涂料、UV固化耐燒蝕原位瓷化涂料及制備方法，解決了現有酚醛樹脂基熱防護涂料無法滿足日益提升的性能需求且成型工藝繁瑣、固化時間長、投資成本高的問題。本發明在酚醛樹脂中通過本體聚合以硅(Si)和硼(B)元素共聚改性，引入高鍵能的?B?O?和?O?Si?O?結構，賦予酚醛樹脂優異的力學性能、耐熱性和耐燒蝕性能；同時在改性樹脂中引入雙鍵基團，則可通過光引發劑引發雙鍵聚合，實現UV固化改性酚醛樹脂制備熱防護涂料。

技術領域

本發明屬于化學涂料技術領域，具體涉及一種含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂、UV固化耐燒蝕涂料、UV固化耐燒蝕原位瓷化涂料及制備方法。

背景技術

飛行器外表面的氣動加熱問題可能導致飛行器外部出現損傷和內部儀器設備無法正常工作等問題，將具有防隔熱涂料涂覆在表面，是解決上述問題的有效措施之一。

酚醛樹脂基熱防護涂料線燒蝕率低，碳化層堅硬，可以賦予涂料優異的耐燒蝕性能，但是隨著飛行器飛行速度的提高，對酚醛樹脂耐熱性能提出了更高的要求，傳統的酚醛樹脂已經不能滿足，因此要對酚醛樹脂進行改性來使其達到更高的使用要求。并且在涂料成型方面，目前酚醛樹脂基熱防護涂料采用熱固化的方式，存在設備投資大、需要工裝模具、操作工藝繁瑣、固化時間長等問題。針對熱防護涂料高性能化和成型工藝存在的弊端，有必要研發一種能滿足高性能需求且成型工藝有所優化的酚醛樹脂基熱防護涂料。

發明內容

本發明的目的在于解決現有酚醛樹脂基熱防護涂料無法滿足日益提升的性能需求且成型工藝繁瑣、固化時間長、投資成本高的不足之處，而提供一種含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂、UV固化耐燒蝕涂料、UV固化耐燒蝕原位瓷化涂料及制備方法。

為實現上述目的，本發明所提供的技術解決方案是：

一種含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂的制備方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)將酚類化合物加入到反應器中，溫度控制在40℃～80℃；

2)向步驟1)的反應體系中加入含硼類化合物，攪拌均勻，升溫至120℃～160℃，反應2h～5h；

3)將步驟2)的反應體系降溫至60℃～70℃，加入醛類化合物，攪拌均勻，反應1h～3h；

4)將步驟3)的反應體系溫度維持在60℃～70℃，并加入含雙鍵硅類化合物，攪拌均勻，反應5h～7h；

5)將步驟4)的反應物進行真空脫水(即真空減壓去除小分子)，得到含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂(透明黃色液體)。

進一步地，所述酚類化合物為苯酚、甲酚、二甲酚或間苯二酚；

所述醛類化合物為甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛或乙醛；優選多聚甲醛；

所述含硼類化合物為硼酸、苯硼酸或羥基苯硼酸這類含硼酸基團的化合物；

所述含雙鍵硅類化合物為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和KH-570這類硅烷類化合物中的一種或多種；

所述酚類化合物、醛類化合物、含硼類化合物、含雙鍵硅類化合物的摩爾比為1∶0.6～0.9∶0.1～0.25∶0.4～0.8。

本發明提供了一種含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂，其特殊之處在于：采用采用上述制備方法得到。

與此同時，還提供了采用上述制備方法得到的含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂作為基體材料在制備熱防護復合材料中的應用，比如：熱防護涂料。

一種UV固化(即紫外光固化)耐燒蝕涂料，其特殊之處在于，包括以下組分：基體、光引發劑、流平助劑和填料；

所述基體為采用上述制備方法得到的含雙鍵硅硼改性酚醛樹脂；