本發(fā)明屬于環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料的，涉及一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法。
背景技術：
1、環(huán)氧樹脂，作為一種典型的熱固性塑料，以此為基體制備的環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料具有耐高溫、固化時間短以及出色的機械性能等優(yōu)點，也因此被廣泛應用于多個領域。然而，隨著科技的迅猛發(fā)展，社會對材料性能的要求也日益提高，現(xiàn)有技術制備的環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料在耐熱性和力學性能方面已逐漸難以滿足社會的高標準需求。因此，如何進一步提升環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料的耐熱性和力學性能，成為了當前亟待解決的重要課題。
2、如文獻1（固態(tài)環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料的制備及其性能研究[d].湖北工業(yè)大學,2019.）中是以固態(tài)環(huán)氧樹脂為基體，雙氰胺為固化劑，4,4'--氧代雙苯磺酰肼（obsh）為發(fā)泡劑，采用化學發(fā)泡法制備固態(tài)環(huán)氧發(fā)泡材料。但是制備的固態(tài)環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料的tg（玻璃化轉變溫度）只在120℃左右，并且在90℃下固態(tài)環(huán)氧樹脂發(fā)泡材料的力學性能就會開始嚴重衰減。
3、文獻2（epoxy?composite?foams?with?excellent?electromagneticinterference?shielding?and?heat‐resistance?performance[j].journal?of?appliedpolymer?science,?2018:46013.doi:10.1002/app.46013.）中是將多壁碳納米管(mwcnts)和鍍鎳碳纖維(nicfs)組成的多尺度導電網絡系統(tǒng)引入泡沫材料中，受益于nicfs和mwcnts之間的協(xié)同效應，最終制得的環(huán)氧樹脂泡沫材料的tg在178.3℃。但是制得的環(huán)氧樹脂泡沫材料尚未達到航空領域所要求的在180℃環(huán)境下穩(wěn)定使用的標準，為了確保其在高溫下的力學性能不出現(xiàn)顯著衰減，所制得的材料的玻璃化轉變溫度（tg）必須顯著高于其工作環(huán)境溫度，具體而言，tg值至少需要比180℃高出30℃，這樣，當環(huán)氧樹脂泡沫材料在180℃條件下使用時，其力學性能才能保持穩(wěn)定，從而滿足航空領域的嚴苛要求。
4、因此，研究一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，以解決上述問題，具有十分重要的意義。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法。
2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
3、一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，將熱膨脹樹脂片材放入模具中，之后將裝有熱膨脹樹脂片材的模具放入平板硫化機中，固化發(fā)泡處理制得耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料；
4、熱膨脹樹脂片材的制備過程為：將雙馬來酰亞胺(bmi)、鄰二烯丙基雙酚a（bba）、熱膨脹微球、環(huán)氧樹脂(ep)和4,4二氨基二苯砜（dds）在130~150℃下攪拌2~4h得到混合樹脂液，混合樹脂液置于模具中，在60~90℃和0.1mpa的條件下進行熱壓，然后冷卻至室溫形成厚度為1~5mm的熱膨脹樹脂片材；
5、雙馬來酰亞胺和鄰二烯丙基雙酚a的質量比為4:1~3，鄰二烯丙基雙酚a、熱膨脹微球、環(huán)氧樹脂和4,4二氨基二苯砜的質量比為1~3:3~10:20:10~15。
6、作為優(yōu)選的技術方案：
7、如上所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的泡孔孔徑為300~600μm，玻璃化轉變溫度為228~268℃；耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料在室溫下的壓縮強度為5.5~9mpa，在180℃條件下的壓縮強度為1.3~6mpa。
8、如上所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，熱膨脹微球的粒徑為15~45μm。
9、如上所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，固化發(fā)泡處理的工藝為：先在170~190℃處理0.5~2h，再在200~210℃處理1~2h，最后在220~240℃處理1~2h。
10、如上所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，熱膨脹樹脂片材的膨脹力為0.3~0.5mpa。
11、發(fā)明原理：
12、熱膨脹樹脂片材的制備過程中，bmi分子結構中由于羰基的吸電子作用，其c=c鍵為缺電子雙鍵，與烯丙基化合物bba首先進行雙烯加成，生成：的中間體。在130~150℃的溫度下，bmi的雙鍵與中間體進行diels-adler反應，即陰離子聚酰亞胺低聚物與雙烯反應中間體發(fā)生反應生成具有梯形結構的高交聯(lián)密度聚合物（本發(fā)明bmi與bba的質量比為4:3~4:1，換算成摩爾比為2:1.74~3.45:1，而二者參加反應的基團的當量比為1:1，所以可以保證bmi與bba反應后有剩余的馬來酰亞胺基團可以進行后續(xù)與中間體的反應）；在將熱膨脹樹脂片材進行固化發(fā)泡處理的過程中，上述產生的具有梯形結構的高交聯(lián)密度聚合物與dds通過michael加成反應生成共聚物，共聚物氨基上的活潑氫與環(huán)氧基團發(fā)生開環(huán)反應，形成交聯(lián)網絡結構。由于分子結構具有高交聯(lián)和網狀結構的特性使得泡沫材料的力學性能和耐熱性能均有顯著提升，具有較高的玻璃化轉變溫度，提升了在常溫條件下的力學性能同時在外界環(huán)境溫度較高時也能保持很好的力學性能，很好地解決了傳統(tǒng)環(huán)氧泡沫隨溫度升高力學性能損失嚴重的問題。
13、有益效果：
14、（1）本發(fā)明是將具有梯形結構的高交聯(lián)密度聚合物與dds通過michael加成反應生成共聚物，共聚物氨基上的活潑氫與環(huán)氧基團發(fā)生開環(huán)反應，形成交聯(lián)網絡結構，從而大大提高其耐熱性能。
15、（2）本發(fā)明制備的耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料在室溫和高溫條件下的力學性能的衰減較小。
1.一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，其特征在于：將熱膨脹樹脂片材放入模具中，之后將裝有熱膨脹樹脂片材的模具放入平板硫化機中，固化發(fā)泡處理制得耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料；
2.根據權利要求1所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，其特征在于，耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的泡孔孔徑為300~600μm，玻璃化轉變溫度為228~268℃；耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料在室溫下的壓縮強度為5.5~9mpa，在180℃條件下的壓縮強度為1.3~6mpa。
3.根據權利要求1所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，其特征在于，熱膨脹微球的粒徑為15~45μm。
4.根據權利要求3所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，其特征在于，固化發(fā)泡處理的工藝為：先在170~190℃處理0.5~2h，再在200~210℃處理1~2h，最后在220~240℃處理1~2h。
5.根據權利要求1所述的一種耐高溫熱膨脹環(huán)氧樹脂泡沫材料的制備方法，其特征在于，熱膨脹樹脂片材的膨脹力為0.3~0.5mpa。