[發(fā)明專利]一種水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211567801.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN116082696B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張幸紅;洪長(zhǎng)青;吳燦;韓杰才;杜善義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/28
• 分類號(hào): C08J9/28;C08L61/06;C08K7/06;C08K7/10;C08K7/14
• 代理公司: 北京格允知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：將表面活性劑溶解于去離子水中，然后加入所述酚醛樹脂進(jìn)行混勻，得到預(yù)混液；將所述固化劑加入至所述預(yù)混液中混勻，得到酚醛樹脂前驅(qū)體；將纖維預(yù)制體置于所述酚醛樹脂前驅(qū)體中進(jìn)行浸漬，經(jīng)固化處理，得到水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料。本發(fā)明提供的水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料的制備方法采用去離子水為反應(yīng)介質(zhì)，以酚醛樹脂為原料，制備工藝簡(jiǎn)單且極大地縮短了制備周期。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

氣凝膠是新型輕質(zhì)的納米多孔非晶固態(tài)材料，具有輕質(zhì)、高孔隙率、極高的比表面積以及極低的熱導(dǎo)率等優(yōu)異的性能，在吸附、分離、催化以及能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)能等方面受到了各方面關(guān)注和較為深入的研究。其中，酚醛氣凝膠隔熱材料發(fā)展早、應(yīng)用廣泛，由于其具有相對(duì)較低導(dǎo)熱系數(shù)、低可燃性及優(yōu)良的耐溫性而被廣泛用作航空航天領(lǐng)域的隔熱材料。

目前關(guān)于酚醛氣凝膠及其復(fù)合材料的研究主要集中在合成條件、前驅(qū)體溶液配方、凝膠化和固化反應(yīng)過程控制對(duì)酚醛氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和熱物理性能的影響，對(duì)成型工藝及干燥方式的研究較少。且目前氣凝膠大多采用溶液聚合反應(yīng)機(jī)理及超臨界干燥方法，制備得到的酚醛氣凝膠存在掉粉、強(qiáng)度較差的問題，而且存在工藝復(fù)雜、制備周期長(zhǎng)、成本高，以及對(duì)設(shè)備要求高、規(guī)模化生產(chǎn)受限等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法，所提供的制備方法采用去離子水為反應(yīng)介質(zhì)，以酚醛樹脂為原料，制備工藝簡(jiǎn)單且極大地縮短了制備周期。

第一方面，本發(fā)明提供了一種水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

將表面活性劑溶解于去離子水中，然后加入所述酚醛樹脂進(jìn)行混勻，得到預(yù)混液；

將所述固化劑加入至所述預(yù)混液中混勻，得到酚醛樹脂前驅(qū)體；

將纖維預(yù)制體置于所述酚醛樹脂前驅(qū)體中進(jìn)行浸漬，經(jīng)固化處理，得到水基酚醛氣凝膠復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為陰離子表面活性劑。

更優(yōu)選地，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。

優(yōu)選地，所述酚醛樹脂為熱固性酚醛樹脂、熱塑性酚醛樹脂中的至少一種。

優(yōu)選地，所述酚醛樹脂為分子量為200～800的酚醛預(yù)聚體。

優(yōu)選地，所述固化劑為六次甲基四胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。

優(yōu)選地，所述表面活性劑溶解于去離子水中的溶解溫度為40～60℃。

優(yōu)選地，所述固化劑加入至所述預(yù)混液中的混勻溫度為20～30℃。

優(yōu)選地，所述表面活性劑和所述去離子水的質(zhì)量比為(1～5):30；

所述酚醛樹脂和所述去離子水的質(zhì)量比為1:(0.5～2)；

所述固化劑和所述去離子水的質(zhì)量比為(1～5):30。

優(yōu)選地，所述纖維預(yù)制體為碳纖維預(yù)制體、石英纖維預(yù)制體、莫來石纖維預(yù)制體、玻璃纖維預(yù)制體中的至少一種。

優(yōu)選地，所述纖維預(yù)制體為纖維氈、2D編織布、2.5D織物、3D織物中的至少一種。

優(yōu)選地，所述固化處理的溫度為90～180℃，固化時(shí)間為2～10h。

更優(yōu)選地，所述固化處理在密閉環(huán)境中進(jìn)行。

更優(yōu)選地，所述浸漬采用真空浸漬。