为250°C的条件下保温Ih，从温度为250°C继续升温至650°C，在温度为650°C的条件下保温2h，以2.50C /min的升温速率升温至700°C，在温度为700°C的条件下保温2h，随炉冷却至室温，得到空心微珠预制体；所述的粘结剂和空心微珠的质量比为1:100 ;
[0031]二、树脂渗入空心微珠预制体并固化:在模具内涂一层脱模剂，将步骤一得到的空心微珠预制体放入模具中，将树脂基体放入模具中并在空心微珠预制体之上，采取压力浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中，固化，最后退模，得到双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料；所述的步骤一得到的空心微珠预制体与树脂基体的质量比为1:1.22。
[0032]步骤一所述的空心微珠为空心玻璃微珠，堆积密度为0.26g.cm 3，真实密度为0.40g.cm 3，抗压强度为28MPa，中位粒径为d5。= 55 μπι ;步骤一所述的粘结剂为质量分数为50%的聚乙烯醇；步骤二所述的脱模剂为二甲基硅油；
[0033]步骤二所述的采取压力浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中的具体方法为:将装有树脂基体和空心微珠预制体的模具在压力0.5MPa和温度为室温的条件下保压Ih ;
[0034]步骤二所述的树脂基体为环氧树脂E51与固化剂(593)按照4:1的质量比混合后加入丁基缩水甘油醚，搅拌1min制得，丁基缩水甘油醚与环氧树脂E51的质量比为1:10 ;固化温度为50°(:，保温511。
[0035]经阿基米德排水法测得本试验步骤一制备的空心微珠预制体的密度为0.2787g.cm3,开气孔率为 36.17 %。
[0036]通过阿基米德排水法测得本试验制备的树脂基空心微珠复合泡沫材料的密度为0.61g.cm 30
[0037]试验二:本试验为一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，具体是按以下步骤进行的:
[0038]—、制备空心微珠预制体:将空心微珠和粘结剂均匀混合后在压力为0.5MPa的条件下模压成型为生坯，然后在马沸炉中以0.5°C /min的升温速率从室温升温至250°C，在温度为250°C的条件下保温Ih，从温度为250°C继续升温至650°C，在温度为650°C的条件下保温2h，以2.50C /min的升温速率升温至700°C，在温度为700°C的条件下保温2h，随炉冷却至室温，得到空心微珠预制体；所述的粘结剂和空心微珠的质量比为1:100 ;
[0039]二、树脂渗入空心微珠预制体并固化:在模具内涂一层脱模剂，将步骤一得到的空心微珠预制体放入模具中，将树脂基体放入模具中并在空心微珠预制体之上，采取真空浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中，固化，最后退模，得到双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料；所述的步骤一得到的空心微珠预制体与树脂基体的质量比为1:1.22。
[0040]步骤一所述的空心微珠为空心玻璃微珠，堆积密度为0.26g.cm 3，真实密度为0.40g.cm 3，抗压强度为28MPa，中位粒径为d5。= 55 μπι ;步骤一所述的粘结剂为质量分数为50%的聚乙烯醇；步骤二所述的脱模剂为二甲基硅油；
[0041]步骤二所述的采取真空浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中的具体方法为:步骤二所述的采取真空浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中的具体方法为:将装有树脂基体和空心微珠预制体的模具在真空度为10 1Pa和温度为160°C的真空烘箱中保温2h ;
[0042]步骤二所述的树脂基体为氰酸酯树脂；固化工艺为前期固化温度为180°C，保温2h，后期固化温度为240°C，保温6h。
[0043]经阿基米德排水法测得本试验步骤一制备的空心微珠预制体的密度为0.2787g.cm3,开气孔率为 36.17 %。
[0044]经阿基米德排水法测得试验二制备的树脂基空心微珠复合泡沫材料的密度为
0.6121g.cm 3。抗压强度为90.2MPa，压缩模量为3.7GPa。
[0045]图1、2和3为试验二得到的树脂基空心微珠复合泡沫材料的SEM图，从图1可以看出经过模压成型后，空心微珠无破碎，完整度良好，并且经排胶、烧结后，空心微珠无塌陷；从图2可以看出经烧结后，空心微珠与空心微珠接触处产生颈缩(箭头所指)，彼此连接，呈双连续性，这种结构有助于改善复合泡沫材料的力学性能；图3中I为空心微珠壁，2为界面，3为树脂基体，从图3可以看出压力浸渍树脂后，树脂与空心微珠界面结合良好，无开裂，树脂内无气孔存在。
【主权项】
1.一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法是按以下步骤进行的: 一、制备空心微珠预制体:将空心微珠和粘结剂均匀混合后在压力为0.1MPa?IMPa的条件下模压成型为生坯，然后在马沸炉中以0.5°C /min?2°C /min的升温速率从室温升温至250°C，在温度为250°C的条件下保温Ih?2h，从温度为250°C继续升温至650°C，在温度为650°C的条件下保温Ih?2h，以2.5°C /min的升温速率从温度为650°C升温至700°C，在温度为700°C的条件下保温2h，随炉冷却至室温，得到空心微珠预制体；所述的粘结剂和空心微珠的质量比为1: (20?100); 二、树脂渗入空心微珠预制体并固化:在模具内涂一层脱模剂，将步骤一得到的空心微珠预制体放入模具中，将树脂基体放入模具中并在空心微珠预制体之上，采取真空浸渍或压力浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中，然后固化，最后退模，得到双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料；所述的步骤一得到的空心微珠预制体与树脂基体的质量比为1: (1.22?1.67);所述的固化采取树脂基体自身固有的固化工艺进行。2.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的空心微珠为空心塑料微珠、空心玻璃微珠或空心陶瓷微珠。3.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的空心微珠的粒径为I μπι?5_。4.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤一所述的粘结剂为质量分数为40%?60%的聚乙烯醇水溶液、磷酸盐或有机娃树脂。5.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的脱模剂为二甲基硅油。6.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的步骤一得到的空心微珠预制体与树脂基体的质量比为1:1.22。7.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的采取真空浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中的具体方法为:将装有树脂基体和空心微珠预制体的模具在真空度为10 1Pa和温度为130°C?170°C的真空烘箱中保温Ih?2h。8.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的采取压力浸渍的方法将树脂基体渗入步骤一得到的空心微珠预制体中的具体方法为:将装有树脂基体和空心微珠预制体的模具在压力0.5MPa?IMPa和温度为室温?250°C的条件下保压Ih?2h。9.根据权利要求1所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于步骤二所述的树脂基体为环氧树脂、酚醛树脂、氰酸酯树脂或聚酰亚胺树脂。10.根据权利要求4所述的一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，其特征在于磷酸盐为磷酸二氢铝或磷酸铝。
【专利摘要】一种双连续树脂基空心微珠复合泡沫材料的制备方法，涉及一种树脂基复合泡沫材料的制备方法。本发明是为了解决目前树脂基复合泡沫材料中空心微珠固相含量低、分层、组织不均匀和气孔难以逸出的技术问题。本发明：一、制备空心微珠预制体；二、树脂渗入空心微珠预制体并固化。本发明优点：一、本发明的树脂基空心微珠复合泡沫材料具有空心微珠分布均匀、轻质、高强、高模量的特点，空心微珠呈紧密堆积，并且空心微珠与树脂基体呈双连续结构；二、本发明的树脂基空心微珠复合泡沫材料抗压强度＞90.2MPa，压缩模量＞3.7GPa；三、本发明的树脂基空心微珠复合泡沫材料中空心微珠固相含量达到65％左右，且制备工艺简单，可操作性强。
【IPC分类】B29C70/54, B29C70/42
【公开号】CN105034407
【申请号】CN201510594429
【发明人】叶枫, 丁俊杰, 高晔, 刘强, 张标, 林少杰, 杨春萍, 马杰
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月17日