一种竹焦油制备耐高温树脂的方法与流程

文档序号:11806383阅读:632来源:国知局

本发明涉及化工技术领域,特别涉及一种竹焦油树脂基耐高温树脂的制备方法。



背景技术:

随着航空航天、能源、电子等领域的快速发展,性能优异的耐高温树脂的应用需求也日趋迫切而重要。

耐高胶黏剂主要有以硅酸盐和磷酸盐为主体的无机胶黏剂和以环氧、酚醛等为主的有机胶黏剂,无机胶黏剂在耐热性方面表现优异,但是粘结强度不高,脆性大等缺点没有得到广泛使用。有机胶黏剂低温黏结性好,但温度超过500℃会发生热分解。所以,近年来更多的研究来改性耐高温树脂。

王继刚等用B4C等填料改性的酚醛树脂用于高温条件下石墨材料的粘接,但不能在高温有氧环境中使用且黏结强度不高。日本大谷杉郎等对被粘接材料表面预先进行等离子溅涂处理,再以COPNA树脂为树脂基体进行粘接,最后将粘结样经1000℃炭化处理,发现其粘接强度明显高于其他部位。但是其粘接工艺和后处理过程非常复杂。

竹焦油含有大量芳香烃类化合物,可用作合成COPNA树脂的原料。COPNA树脂具有较好的耐高温性能,且粘度大,经过无机填料改性后的竹焦油基COPNA树脂可以获得优异的耐高温性和剪切强度,可实现竹焦油基COPNA在粘结剂方面的应用。



技术实现要素:

本发明的目的是为了提出一种用竹焦油制备耐高温树脂的方法,该树脂不仅粘接强度高,耐高温性能好,而且开发了竹炭产业的副产物竹焦油的实际应用,具有可观的环保效益和经济效益。

本发明涉及一种用竹焦油制备耐高温树脂的方法,首先用竹焦油合成出缩合多核芳烃树脂,然后将合成的树脂经过无机填料改性,最后进行固化得到耐高温树脂。具体方法和步骤是:

步骤一:按质量比1:1~5:1称取竹焦油和交联剂置于反应器内,加入质量为竹焦油和交联剂总质量3~7%的质子酸催化剂,在惰性气体氮气气氛保护下加热搅拌,反应温度为120~160℃,反应3~6小时后,冷却后得到B阶缩合多环芳烃树脂;

步骤二:按质量比0.2:1~1:1称取无机填料和B阶缩合多环芳烃树脂于反应器内,机械搅拌均匀后超声处理0.5~1小时配成均匀胶黏剂;

步骤三:将制备的竹焦油基胶黏剂在80~120℃下固化2~3小时,再在220~280℃下固化2~3小时。

所述的竹焦油是竹子干馏或炭化的副产物。

所述交联剂选自对苯二甲醇、甲醛、三聚甲醛中的一种。

所述催化剂选自对甲苯磺酸或硫酸。

所述无机填料选自碳化硼、二氧化硅、碳化硅、铝粉中的至少一种。

本发明方法的优点在于以生物质焦油为原料实现了资源的有效利用,且原料来源广泛价格低廉,制备过程工艺简单。用竹焦油合成出缩合多核芳烃树脂,经过无机填料改性,用于耐高温材料的胶接,耐高温性能良好,即使在1000℃以上使用,仍能保持较高的剪切强度。

具体实施方式:

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

按质量比2:1称取50g竹焦油和25g交联剂对苯二甲醇置于三口烧瓶中,搅拌均匀,按竹焦油和对苯二甲醇总质量的5%加入3.75g催化剂对甲苯磺酸,在氮气气氛下,130℃反应4小时,得到B阶缩合多核芳烃树脂。

按质量比1:1称取20gB阶缩合多核芳烃树脂和20gB4C置于烧杯中机械搅拌均匀,在超声处理1小时。

采用刮涂的方式将无机填料填充的树脂均匀涂抹在待粘氧化铝陶瓷表面,粘接面积17.5mm×10mm,晾置 15~20min 后将其叠合。

将粘接试样于干燥箱中在100℃和240℃下分别固化2小时。固化后将粘接试样于马弗炉里1000℃高温处理2小时

用万能试验机对试样进行测试,得到其粘结强度为23.196MPa。

实施例2

按质量比2:1称取50g竹焦油和25g交联剂对苯二甲醇置于三口烧瓶中,搅拌均匀,按竹焦油和对苯二甲醇总质量的5%加入3.75g催化剂对甲苯磺酸,在氮气气氛下,130℃反应4小时,得到B阶缩合多核芳烃树脂。

按质量比20:19:1称取20gB阶缩合多核芳烃树脂,19gB4C和1g纳米SiO2置于烧杯中机械搅拌均匀,在超声处理1小时。

采用刮涂的方式将无机填料填充的树脂均匀涂抹在待粘氧化铝陶瓷表面,粘接面积17.5mm×10mm,晾置 15~20min 后将其叠合。

将粘接试样于干燥箱中在100℃和240℃下分别固化2小时。固化后将粘接试样于马弗炉里1000℃高温处理2小时。

用万能试验机对试样进行测试,得到其粘结强度为49.5MPa。

以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明,但本发明并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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