耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料及其制備方法
【專利說明】耐高溫含硅芳炔樹脂泡沬材料及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及樹脂泡沫材料技術(shù)領(lǐng)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(shù)】】
[0002] 現(xiàn)有的有機(jī)高分子耐高溫泡沫材料如聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、環(huán)氧泡沫等使用溫 度一般較低，通常小于300°C，而一些無機(jī)類多孔性材料制備工藝復(fù)雜，對(duì)一些復(fù)雜構(gòu)件難 以成型，限制了其使用范圍。含硅芳炔樹脂是近年發(fā)展起來的有機(jī)無機(jī)雜化材料，該樹脂具 有優(yōu)異的耐熱性，優(yōu)良的介電性能及高溫陶瓷化性能，可作為耐高溫?zé)g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(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)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(wěn)定性好，耐化學(xué)腐蝕，耐熱性好，使用溫度可達(dá)500°C 以上，可作為航天航空等領(lǐng)域理想的隔熱材料。除此之外，采用本發(fā)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(qiáng)度大，介電性能優(yōu)異。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)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。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0005] -種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料，其原料組份為：
[0006] 含硅芳炔樹脂100份
[0007] 發(fā)泡劑 0· 5~10份
[0008] 助發(fā)泡劑 0.5~10份
[0009] 所述的發(fā)泡劑為偶氮二甲酰胺AC或二亞硝基五亞甲基四胺（發(fā)泡劑H)或氧代雙 苯磺酰肼0BSH，優(yōu)選偶氮二甲酰胺AC發(fā)泡劑。
[0010] 所述的助發(fā)泡劑為偶氮化合物、脲素、含亞硝基的胺類物質(zhì)、金屬氧化物、金屬醋 酸鹽、硬脂酸類物質(zhì)中的任一種，優(yōu)選脲素或氧化鋅。
[0011] -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：
[0012] 先將含硅芳炔樹脂100份預(yù)聚0. 1~30min，冷卻到100°C左右，然后將發(fā)泡劑 0. 5~10份，助發(fā)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°C下進(jìn)行發(fā)泡固化6~10h后得到耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料。
[0013] 所述的發(fā)泡劑與助發(fā)泡劑是按以下步驟混合：準(zhǔn)確稱取發(fā)泡劑、助發(fā)泡劑并按比 例混合，混合比例為1~5 : 1，優(yōu)取1.25 : 1;然后研磨均勻。
[0014]所述的固化工藝為：130 ~160°C/1 ~2h、160 ~180°C/1 ~2h、180 ~220°C/2 ~ 3h、220 ~250°C/2 ~4h。
[0015] 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(qiáng)度為1~30MPa。
[0016] 所述的含硅芳炔樹脂結(jié)構(gòu)式為
[0018] 其中η為1-15,優(yōu)選為2-6, &優(yōu)選為CH3,R2優(yōu)選為CH3。
[0019] 制備該樹脂主要包括以下步驟：
[0020] 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(yīng)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(yīng)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.WangF，ZhangJ，etal.PolymerBulletin，2006,56 :19-26. (b).J·Zhang，J.Huang，etal.ExpressPolymerLetters，2007，l(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(yù)先進(jìn)行預(yù)聚，預(yù)聚的時(shí) 間為〇~30分鐘，優(yōu)先采用20min。具體的的預(yù)聚方法是直接將100份含硅芳炔樹脂放置 在烘箱中170°C處理20min。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：
[0022] (1)本發(fā)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(qū) 體。發(fā)泡后兼具這些特殊性能的同時(shí)又具有了發(fā)泡產(chǎn)品的隔熱性，低密度等優(yōu)點(diǎn)。
[0023] (2)本發(fā)明提供的制備含硅芳炔樹脂發(fā)泡材料操作工藝簡便，通過控制不同的發(fā) 泡條件可以得到密度可控的發(fā)泡產(chǎn)品，具有較高的生產(chǎn)效率。
[0024] (3)本發(fā)明對(duì)樹脂預(yù)聚可增大樹脂交聯(lián)程度，利于泡孔穩(wěn)定不塌陷。
[0025] (4)本發(fā)明所得到的發(fā)泡材料泡孔直徑在100μm~400μm，密度在0· 2g/cm3~ 0. 9cm3壓縮強(qiáng)度在IMPa~30MPa。 【【附圖說明】】
[0026] 圖1不同AC尿素配比的TG譜圖；
[0027] 圖2實(shí)施例1的產(chǎn)品的SEM圖；
[0028] 圖3實(shí)施例2的產(chǎn)品的SEM圖；
[0029] 圖4實(shí)施例4的產(chǎn)品的SEM圖；
[0030] 圖5實(shí)施例6的產(chǎn)品的SEM圖； 【【具體實(shí)施方式】】
[0031] 以下提供本發(fā)明一種耐高溫含硅芳炔樹脂泡沫材料及其制備方法的具體實(shí)施方 式。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 將含硅芳樹脂100份在170°C下預(yù)聚18min。
[0034] 將按上述方法處理的100份樹脂冷卻到100°C左右，加入稱量好的1份發(fā)泡劑偶氮 二甲酰胺和1份助發(fā)泡劑脲素，混合均勻，按以下工藝進(jìn)行固化：
[0035] 135°C/lh、150°C/lh、170°C/lh、210°C/2h、250°C/3h。
[0036] 如附圖1，泡孔直徑在200μm~400μm之間，密度在0. 95g/cm3之間，發(fā)泡倍率為 1. 2倍，泡孔直徑分布寬度較大，泡體大致呈橢球狀，以閉孔為主，孔隙率為13. 6%，壓縮強(qiáng) 度在28MPa左右
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 將含硅芳炔樹脂100份在170°C下預(yù)聚20min。
[0039] 將按上述方法處理的100份樹脂冷卻到100°C左右，加入2份發(fā)泡劑偶氮二甲酰胺 和2份助發(fā)泡劑脲素，混合均勻，按以下工藝進(jìn)行固化：
[0040] 135°C/0· 5h，160°C/5h、180°C/0· 5h、200°C/0· 5h、220°C/0· 5h、250°C/2h。
[0041] 得到的發(fā)泡材料見附圖2，泡孔分布較均勻，泡孔直徑在200μm~300μm之間，表 觀密度在〇. 62g/cm3左右，發(fā)泡倍率為1. 8倍。泡體大致成橢球狀，以閉孔為主，孔隙率為