一种高强度树脂基泡沫炭材料的制备方法

摘要

本发明属于炭材料领域，主要涉及可一次复杂成型高强度树脂基泡沫炭材料的制备技术。本发明以热固性树脂为原料，经过预聚、浇注成型、固化和炭化工艺制备泡沫炭材料。本发明的优点在于：泡沫炭材料强度高、孔径均匀、热防护性能优异；无需发泡工艺、可一次复杂成型；制备成本低、设备投入少，操作简单。

主权项

一种高强度树脂基泡沫炭材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：原料的配备、热固性树脂的预聚、浇注成型、树脂的固化及炭化工艺；（1）原料的配备基本原料包括双马来酰亚胺、氰酸酯的一种或两者混合物；辅助原料包括二元胺、烯丙基化合物、热塑性树脂、环氧树脂、有机硅树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、酚三嗪树脂中的一种或者几种混合物；基本原料和辅助原料之间的比例关系以质量分数计为：基本原料：40－100％；辅助原料：0－60％；（2）热固性树脂的预聚将上述配备好的原料进行聚合反应，具体参数如下：温度：100℃－200℃时间：0.1 h－4 h保护气氛：N2或者Ar2气体流量：50 mL/min–200 mL/min搅拌速度：50 rpm－1000 rpm通过聚合，获得预聚树脂；（3）浇注成型将上述预聚树脂倒入预热的模具中，脱气泡，具体参数如下：温度：100℃–200℃脱气泡时间：0.1 h–5 h真空度：1.0×10‑1 Pa–1.0×103 Pa（4）树脂的固化树脂经浇注成型后进行固化，具体参数如下：固化温度：300℃固化时间：5 h真空度：1.0×10‑1 Pa–1.0×105 Pa；或者固化采用阶梯式固化，具体步骤如下：100‑160℃/1‑2h→160‑180℃/1‑2h→180‑220℃/2h→220‑300℃/1‑2h，升温速率为10℃/min真空度：1.0×10‑1 Pa–1.0×105 Pa；（5）炭化工艺固化后的树脂经过脱模后放入气氛炉中，然后以一定的升温速率升温至预定温度后保持一段时间，随炉冷却至室温取出，工艺参数为：升温速率：2℃/min–50℃/min预定温度：600℃–1500℃保温时间：0.5 h–10 h保护气氛：N2或者Ar2气体流量：50 mL/min–200 mL/min。