耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料及其制备方法
【专利说明】耐高温含硅芳炔树脂泡沬材料及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及树脂泡沫材料技术领域，具体地说，是一种耐高温含硅芳炔树脂泡沫 材料及其制备方法。 【【背景技术】】
[0002] 现有的有机高分子耐高温泡沫材料如聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、环氧泡沫等使用温 度一般较低，通常小于300°C，而一些无机类多孔性材料制备工艺复杂，对一些复杂构件难 以成型，限制了其使用范围。含硅芳炔树脂是近年发展起来的有机无机杂化材料，该树脂具 有优异的耐热性，优良的介电性能及高温陶瓷化性能，可作为耐高温烧蚀防热材料、耐高温 透波材料以及耐高温陶瓷的前体，在航空航天领域具有广阔的应用前景。而含硅芳炔树脂 泡沫材料具有重量轻，刚性大，尺寸稳定性好，耐化学腐蚀，耐热性好，使用温度可达500°C 以上，可作为航天航空等领域理想的隔热材料。除此之外，采用本发明制备含硅芳炔树脂泡 沫工艺简单，制得的泡沫材料泡孔均匀，吸水率小，压缩强度大，介电性能优异。 【
【发明内容】
】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料 及其制备方法。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005] -种耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料，其原料组份为：
[0006] 含硅芳炔树脂100份
[0007] 发泡剂 0· 5~10份
[0008] 助发泡剂 0.5~10份
[0009] 所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺AC或二亚硝基五亚甲基四胺（发泡剂H)或氧代双 苯磺酰肼0BSH，优选偶氮二甲酰胺AC发泡剂。
[0010] 所述的助发泡剂为偶氮化合物、脲素、含亚硝基的胺类物质、金属氧化物、金属醋 酸盐、硬脂酸类物质中的任一种，优选脲素或氧化锌。
[0011] -种耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料的制备方法，其具体步骤为：
[0012] 先将含硅芳炔树脂100份预聚0. 1~30min，冷却到100°C左右，然后将发泡剂 0. 5~10份，助发泡剂0. 5~10份混合均匀，加入到熔融的树脂中，搅拌1~5分钟，在 130~250°C下进行发泡固化6~10h后得到耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料。
[0013] 所述的发泡剂与助发泡剂是按以下步骤混合：准确称取发泡剂、助发泡剂并按比 例混合，混合比例为1~5 : 1，优取1.25 : 1;然后研磨均匀。
[0014]所述的固化工艺为：130 ~160°C/1 ~2h、160 ~180°C/1 ~2h、180 ~220°C/2 ~ 3h、220 ~250°C/2 ~4h。
[0015] 所述的耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料的直径为100~400μm，密度为0. 2~ 0· 9cm3,压缩强度为1~30MPa。
[0016] 所述的含硅芳炔树脂结构式为
[0018] 其中η为1-15,优选为2-6, &优选为CH3,R2优选为CH3。
[0019] 制备该树脂主要包括以下步骤：
[0020] 1.以镁粉和卤代烷为原料，在无水醚类溶剂如四氢呋喃中制得相应的烷基格式 试剂；2在搅拌和冰浴冷却条件下，将二乙炔基苯加入到烷基格式试剂制得相应的炔格式 试剂；3将二卤代硅烷加入到炔基格式试剂中，最后制得含硅芳炔树脂。制备含硅芳炔 树脂的具体步骤参见（（a.WangF，ZhangJ，etal.PolymerBulletin，2006,56 :19-26. (b).J·Zhang，J.Huang，etal.ExpressPolymerLetters，2007，l(12) :831 ~836. (c) CN709928.)。制备含硅芳炔树脂泡沫材料所用的含硅芳炔树脂可预先进行预聚，预聚的时 间为〇~30分钟，优先采用20min。具体的的预聚方法是直接将100份含硅芳炔树脂放置 在烘箱中170°C处理20min。
[0021] 与现有技术相比，本发明的积极效果是：
[0022] (1)本发明所提供的含硅芳炔树脂本身可作为耐高温，耐烧蚀，耐高温陶的前驱 体。发泡后兼具这些特殊性能的同时又具有了发泡产品的隔热性，低密度等优点。
[0023] (2)本发明提供的制备含硅芳炔树脂发泡材料操作工艺简便，通过控制不同的发 泡条件可以得到密度可控的发泡产品，具有较高的生产效率。
[0024] (3)本发明对树脂预聚可增大树脂交联程度，利于泡孔稳定不塌陷。
[0025] (4)本发明所得到的发泡材料泡孔直径在100μm~400μm，密度在0· 2g/cm3~ 0. 9cm3压缩强度在IMPa~30MPa。 【【附图说明】】
[0026] 图1不同AC尿素配比的TG谱图；
[0027] 图2实施例1的产品的SEM图；
[0028] 图3实施例2的产品的SEM图；
[0029] 图4实施例4的产品的SEM图；
[0030] 图5实施例6的产品的SEM图； 【【具体实施方式】】
[0031] 以下提供本发明一种耐高温含硅芳炔树脂泡沫材料及其制备方法的具体实施方 式。
[0032] 实施例1
[0033] 将含硅芳树脂100份在170°C下预聚18min。
[0034] 将按上述方法处理的100份树脂冷却到100°C左右，加入称量好的1份发泡剂偶氮 二甲酰胺和1份助发泡剂脲素，混合均匀，按以下工艺进行固化：
[0035] 135°C/lh、150°C/lh、170°C/lh、210°C/2h、250°C/3h。
[0036] 如附图1，泡孔直径在200μm~400μm之间，密度在0. 95g/cm3之间，发泡倍率为 1. 2倍，泡孔直径分布宽度较大，泡体大致呈椭球状，以闭孔为主，孔隙率为13. 6%，压缩强 度在28MPa左右
[0037] 实施例2
[0038] 将含硅芳炔树脂100份在170°C下预聚20min。
[0039] 将按上述方法处理的100份树脂冷却到100°C左右，加入2份发泡剂偶氮二甲酰胺 和2份助发泡剂脲素，混合均匀，按以下工艺进行固化：
[0040] 135°C/0· 5h，160°C/5h、180°C/0· 5h、200°C/0· 5h、220°C/0· 5h、250°C/2h。
[0041] 得到的发泡材料见附图2，泡孔分布较均匀，泡孔直径在200μm~300μm之间，表 观密度在〇. 62g/cm3左右，发泡倍率为1. 8倍。泡体大致成椭球状，以闭孔为主，孔隙率为