一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂及其制备方法，针对树脂膜熔渗工艺现有热固性树脂基体工艺性能差、成本较高、耐热性能(如残炭率低)应用于烧蚀材料方面的不足，本发明专利技术采用热塑性聚氨酯，硼酚醛树脂来协同提高热固性酚醛树脂的工艺性能和耐热性能，并获得满足树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀热树脂膜(片)的制备方法。利用该膜片制备的复合材料既有耐烧蚀性和抗氧化性能，又兼顾成本低和优异的耐热性、良好的工艺性能，可广泛用于制备耐烧蚀热防护材料、碳材料以及耐磨材料，用于航空航天，电子科技等尖端领域。

【技术实现步骤摘要】
一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种树脂及其制备方法，具体涉及一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂及其制备方法。
技术介绍
目前，如何利用低成本制造技术制备高性能复合材料是国际复合材料研究领域的研究重点。树脂传递模塑(RTM，ResinTransferMolding)具有效率高、投资少、工作环境好、不采用预浸料，又能很大程度上不采用热压罐成型方法，从而大大降低制造成本。因成型过程为闭模操作，受预制件种类、树脂种类、模具结构成本等因素影响，在制备大型尺寸部件时工艺上很难实现。树脂膜熔渗工艺(RFI，ResinFilmInfusion)是基于RTM成型技术上发展起来的一项新方法。不仅继承了RTM的优势，又具有树脂分布均匀、浸润纤维路线短、加工窗口宽、适宜制造大尺寸和形状复杂的复合材料构件、在工艺中只采用传统的真空袋压制成型方法，免去了RTM工艺所需的树脂计量注射设备及双面模具的加工，大大降低制造成本等优势。基于RFI工艺特点，对树脂基体的工艺性能有严格的要求而限制其应用的推广。二十世纪七十年代，美国国家航空航天局(NASA，NationalAeronauticsandSpaceAdministration)率先进行RFI工艺及其树脂膜的研究，通过和波音公司合作采用RFI工艺成功生产出13m长的商用飞机机翼蒙皮。随着RFI工艺的不断完善，国内外科研机构和复合材料制造厂家相继开展以环氧树脂、乙烯基酯树脂、双马来酰亚胺等为基体的RFI树脂膜的研制。作为高性能基体材料，尤其是在作为耐烧蚀复合材料基体树脂使用时，不仅要求树脂具有高耐热性、高强度、高模量和高韧性，对树脂基体的耐烧蚀性能有明确的要求。现已有树脂基复合材料不能满足耐高温、耐烧蚀等烧蚀材料的要求。梁滨(专利号：2010101471367)采用加入向反应体系中引入柔性基团的酚类单体与甲醛，苯酚进行共聚改性，得到热固性酚醛树脂膜。虽得到树脂膜可以满足RFI工艺，但在此制备过程降低了酚醛树脂的交联密度，使改性树脂膜的耐热性能和耐烧蚀性能不能满足烧蚀材料的要求。顾嫒娟等(专利号：200910181349)采用超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂以期获得韧性，耐热性，介电性能得到改善的树脂膜，但超支化聚合物和双马来酰亚胺树脂在实际生产过程中成本较高，其耐热性和韧性同样不能满足耐烧蚀材料发展要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂及其制备方法，该树脂韧性好，耐火性强，并且制作过程简单。为达到上述目的，本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂由按质量份数为100份的热固性酚醛树脂、1～20份的聚氨酯及0～20份的硼酚醛树脂组成。硼酚醛树脂的质量份数为4-12份。所述热固性酚醛树脂为钡酚醛树脂、钼酚醛树脂、钨酚醛树脂、氨酚醛树脂、磷酚醛树脂、酚三嗪树脂及苯并噁嗪树脂中的一种或几种按任意比例混合的混合物。所述聚氨酯为聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯、脂肪族聚氨酯、芳香族聚氨酯及丙烯酸聚氨酯中的一种或几种按任意比例混合的混合物。所述硼酚醛树脂为芳基硼酚醛树脂、热塑性硼酚醛树脂及热固性硼酚醛树脂中的一种或几种按任意比例混合的混合物。本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法包括以下步骤：1)称取热固性酚醛树脂溶液、聚氨酯及硼酚醛树脂，将热固性酚醛树脂溶液放置到聚四氟乙烯薄膜上并铺平，再放入真空干燥箱中，真空干燥后降至室温并取出，得热固性酚醛树脂的预聚物；2)将聚氨酯及硼酚醛树脂加入到将步骤1)所得的热固性酚醛树脂的预聚物中，搅拌均匀，得混合物；3)将步骤2)得到的混合物于烘箱中，在90-150℃的温度条件下反应，待其反应完成后，得树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀热树脂。步骤1)中真空干燥过程中的温度为40-80℃、时间为6-15h。步骤2)中将热固性酚醛树脂的预聚物放置到60-90℃的烘箱中10-30min；步骤2)中将聚氨酯及硼酚醛树脂加入到热固性酚醛树脂的预聚物中，搅拌均匀后，置于烘箱5-30min。步骤3)中的混合物在90-150℃下反应10-90min。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂在制作过程中，通过向热固性酚醛树脂中加入具有独特柔韧性、耐火性强、机械性能优良等特点的聚氨酯，从而使制备的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂更好的满足树脂膜熔渗工艺的要求。此外，为提高树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的耐热性，抗氧化能力及耐烧蚀性能向树脂膜基体中引入含硼酚醛树脂，并使其能够满足良好的工艺性。此专利技术涉及的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂，制备过程简单，实用性极强。附图说明图1为实施例一及实施例三中的树脂膜动态升温黏度曲线；图2为实施例一及实施例三空气氛下酚醛树脂膜固化物TG曲线；图3为实施例一及实施例三氮气氛下酚醛树脂膜固化物TG曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：实施例一所述树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂按质量份数由100份的钡酚醛树脂、20份的聚酯型聚氨酯及5份的芳基硼酚醛树脂按任意比例混合的混合物组成；本专利技术树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法包括以下步骤：1)将钡酚醛树脂溶液放置到聚四氟乙烯薄膜上并铺平，再放入真空干燥箱中，真空干燥后降至室温并取出，得钡酚醛树脂的预聚物；2)将聚酯型聚氨酯及芳基硼酚醛树脂与步骤1)所得热固性钡酚醛树脂按任意比例混合，搅拌均匀后，得混合物；3)将步骤2)得到按任意比例混合的混合物置于烘箱中，在100℃的温度条件下反应，待其反应完成后，得树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀热树脂。步骤1)中真空干燥过程中的温度为67℃，时间为11h。步骤2)中将钡酚醛树脂的预聚物放置到70℃的烘箱中20min；步骤2)中将聚酯型聚氨酯及芳基硼酚醛树脂按任意比例混合的混合物加入到钡酚醛树脂的预聚物中，搅拌均匀后，置于烘箱30min。步骤3)中的混合物在100℃下反应30min。实施例二本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂由按质量份数为100份的钡酚醛树脂及4份的聚酯型聚氨酯组成；本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法包括以下步骤：1)将钡酚醛树脂溶液放置到聚四氟乙烯薄膜上并铺平，再放入真空干燥箱中，真空干燥后降至室温并取出，得钡酚醛树脂的预聚物；2)将聚酯型聚氨酯与步骤1)所得钡酚醛树脂按任意比例混合，搅拌均匀后，得混合物；3)将步骤2)得到按任意比例混合的混合物置于烘箱中，在100℃的温度条件下反应，待其反应完成后，得树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀热树脂。步骤1)中真空干燥过程中的温度为75℃，时间为10h。步骤2)中将钡酚醛树脂的预聚物放置到70℃的烘箱中30min；步骤2)中将聚酯型聚氨酯加入到钡酚醛树脂的预聚物中，搅拌均匀后，置于烘箱10min。步骤3)中的混合物在100℃下反应25min。实施例三本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂由按质量份数为100份的钡酚醛树脂、4份的聚酯型聚氨酯及2份的芳基硼酚醛树脂按任意比例混合的混合物组成；本专利技术所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法包括以下步骤：1)将钡酚醛树脂溶液放置到聚四氟乙烯薄膜上并铺平，再放入真空干燥箱中，真空干燥后降至室温并取出，得钡酚醛树脂的预聚物；2)将聚酯型聚氨酯及芳基硼酚醛树脂与步骤1)所得钨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂，其特征在于，由按质量份数为100份的热固性酚醛树脂、1‑20份的聚氨酯及0‑20份的硼酚醛树脂组成。

【技术特征摘要】
1.一种树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法，其特征在于，树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂由按质量份数为100份的热固性酚醛树脂、1-20份的聚氨酯及2-20份的硼酚醛树脂组成，包括以下步骤：1)称取热固性酚醛树脂溶液、聚氨酯及硼酚醛树脂，将热固性酚醛树脂溶液放置到聚四氟乙烯薄膜上并铺平，再放入真空干燥箱中，真空干燥后降至室温并取出，得热固性酚醛树脂的预聚物；2)将聚氨酯及硼酚醛树脂加入到步骤1)所述的热固性酚醛树脂预聚物中，搅拌均匀后，得混合物；3)将步骤2)得到的混合物置于烘箱中，在90-150℃的温度条件下反应，待其反应完成后，得树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀热树脂。2.根据权利要求1所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法，其特征在于，步骤1)中真空干燥过程中的温度为40-80℃、时间为6-15h。3.根据权利要求1所述的树脂膜熔渗工艺用耐烧蚀树脂的制备方法，其特征在于，步骤2)中将聚氨酯及硼酚醛树脂加入到热固性酚醛树脂的预聚物中，搅拌均匀后...

【专利技术属性】
技术研发人员：井新利，刘育红，姜雪，吕游，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61