一种硼锆硅三元改性酚醛树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硼锆硅三元锆改性酚醛树脂及其制备方法，原料及各原料的质量份数是：苯酚10-50份、甲醛4-20份、氧氯化锆1-15份、正硅酸乙酯1-15份、硼酸1-10份、氢氧化钠2-10份、乙醇5-60份、乙酰丙酮5-15份、双氧水1-10份，经过多次加料、回流、搅拌、调节pH值、出料、去除溶剂工艺制得的。本发明专利技术的制备方法简单、成本低、制备的改性树脂粘度低、毒性小，可作为有机前驱体用于浸渍裂解工艺制备三元陶瓷相改性碳/碳复合材料，具备显著的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种硼锆硅三元锆改性酚醛树脂及其制备方法，原料及各原料的质量份数是：苯酚10-50份、甲醛4-20份、氧氯化锆1-15份、正硅酸乙酯1-15份、硼酸1-10份、氢氧化钠2-10份、乙醇5-60份、乙酰丙酮5-15份、双氧水1-10份，经过多次加料、回流、搅拌、调节pH值、出料、去除溶剂工艺制得的。本专利技术的制备方法简单、成本低、制备的改性树脂粘度低、毒性小，可作为有机前驱体用于浸渍裂解工艺制备三元陶瓷相改性碳/碳复合材料，具备显著的经济和社会效益。【专利说明】
本专利技术属于改性聚合物领域，具体涉及ー种硼锆硅三元改性酚醛树脂及其制备方法。
技术介绍
在高温惰性气氛中，碳/碳复合材料(C/C)因具有高比強度和高比模量、导热导电性好、抗热震性能好等诸多优点，受到了日益广泛的研究和使用。但是在有氧气氛中，C/C材料在高于450°c下会迅速氧化，从而限制了该材料在高温范围内的应用。国内外已有的研究表明，在材料中引入难熔金属碳化物和硼化物能够有效地提高C/C材料的抗氧化、抗烧蚀及抗粒子冲刷等性能。前驱体浸溃裂解法，其制备エ艺简单、效率高，能够将基体碳与陶瓷颗粒同步引入，解决陶瓷颗粒的分散均匀性问题，因而是制备改性碳/碳复合材料比较有效的方法。采用该方法制备的C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料，陶瓷相填充充分且分布均匀，且在烧蚀过程中材料表面不同区域能够形成不同的保护层，不仅能够降低氧气和热流向材料内部扩散，还具有弥补缺陷的作用，从而使材料表现出优异的抗烧蚀性能。但是该方法的难点在于含硼锆硅等元素的有机前驱体的制备，以及如何降低制备成本与前驱体的毒性。因此，合成含硼锆硅等元素的新型有机前驱体成为聚合物领域研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，本专利技术的制备方法简单、成本低、制备的改性树脂粘度低、毒性小，可作为有机前驱体用于浸溃裂解エ艺制备三元陶瓷相改性碳/碳复合材料，具备显著的经济和社会效益。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:`一种硼锆硅三元改性酚醛树脂的原料及各原料的质量份数是:苯酚10-50份、甲醛4-20份、氧氯化锆1-15份、正硅酸こ酯1-15份、硼酸1-10份、氢氧化钠2-10份、こ醇5-60份、こ酰丙酮5-15份、双氧水1-10份。其中，若氧氯化锆的质量份数取0，则可得到硼硅双改性酚醛树脂；若正硅酸こ酯的质量份数取0，则可得到硼锆双改性酚醛树脂；若硼酸的质量份数取0，则可得到锆硅双改性酚醛树脂。一种硼锆硅三元改性酚醛树脂的制备方法包括多次加料、回流、搅拌、调节pH、出料、去除溶剂等エ艺。具体的步骤如下:I)在装有搅拌器、冷凝回流装置的三ロ烧瓶中加入计量比的苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，边搅拌边升温至60-75°C，反应0.5-1.5h ；2)按质量份数为:こ醇5-30份、こ酰丙酮5-15份、氧氯化锆1_15份、双氧水1_10份配制氧氯化锆溶液；3)将1-15份的正硅酸こ酯滴加到步骤2配置好的氧氯化锆溶液中，搅拌均匀，配制氧氯化锆正硅酸こ酯溶液；4)调节油浴的温度至80-95°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的氧氯化锆正硅酸こ酷溶液，控制溶液的pH值为7-9，待温度达到80-95°C时，恒温反应0.5-1.5h ；5)将1-10份硼酸溶解于6-60ml沸こ醇中，配制硼酸溶液；6)调节油浴的温度至100-110°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的硼酸溶液，控制溶液的PH值为7-9 ；7)待温度达到100-110°C时，保温0.5_2h后，出料；8)将上步得到的产品放入真空干燥箱中40_80°C保温3_5h，即得到硼锆硅三元改性酚醛树脂。本专利技术的显著优点在于:本专利技术的制备方法简单、成本低、制备的改性树脂粘度低、毒性小，可作为有机前驱体用于浸溃裂解エ艺制备三元陶瓷相改性碳/碳复合材料，具备显著的经济和社会效益。【专利附图】【附图说明】图1是硼·锆硅三元改性酚醛树脂的红外光谱图；图2是硼锆双改性酚醛树脂的红外光谱图；图3是锆硅双改性酚醛树脂的红外光谱图；图4是硼硅双改性酚醛树脂的红外光谱图。【具体实施方式】实施例一:I)在装有搅拌器、冷凝回流装置的三ロ烧瓶中加入计量比的苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，边搅拌边升温至70°C，反应Ih ;2)按质量份数为:こ醇15份、こ酰丙酮5份、氧氯化锆5份、双氧水5份配制氧氯化锆溶液；3)将5份正硅酸こ酯滴加到步骤2配置好的氧氯化锆溶液中，搅拌均匀，配制氧氯化锆正硅酸こ酯溶液；4)调节油浴的温度至90°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的氧氯化锆正硅酸こ酷溶液，控制溶液的PH值为8，待温度达到90°C时，恒温反应1.5h ；5)将5份硼酸溶解于30ml沸こ醇中，配制硼酸溶液；6)调节油浴的温度至107°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的硼酸溶液，控制溶液的PH值为8 ;7)待温度达到107 °C时，保温Ih后，出料；8)将上步得到的产品放入真空干燥箱中60°C保温4，即得到硼锆硅三元改性酚醛树脂。实施例ニ:I)在装有搅拌器、冷凝回流装置的三ロ烧瓶中加入计量比的苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，边搅拌边升温至75°C，反应Ih ;2)按质量份数为:こ醇10份、こ酰丙酮5份、氧氯化锆5份、双氧水5份配制氧氯化锆溶液；3)调节油浴的温度至90°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的氧氯化锆溶液，控制溶液的pH值为7.5，待温度达到90°C时，恒温反应Ih ；4)将5份硼酸溶解于30ml沸こ醇中，配制硼酸溶液；5)调节油浴的温度至107°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的硼酸溶液，控制溶液的pH值为7.5 ；6)待温度达到107 °C时，保温Ih后，出料；7)将上步得到的产品放入真空干燥箱中60°C保温4h，即得到硼锆双改性酚醛树脂。实施例三:I)在装有搅拌器、冷凝回流装置的三ロ烧瓶中加入计量比的苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，边搅拌边升温至70°C，反应Ih ;2)按质量份数为:こ醇15份、こ酰丙酮5份、氧氯化锆5份、双氧水5份配制氧氯化锆溶液；3)将5份正硅酸こ酯滴加到步骤2配置好的氧氯化锆溶液中，搅拌均匀，配制氧氯化锆正硅酸こ酯溶液；4)调节油浴的温度至90°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的氧氯化锆正硅酸こ酷溶液，控制溶液的PH值为8 ;5)待温度达到90°C时，恒温反应2h，出料；6)将上步得到的产品放入真空干燥箱中60°C保温4h，即得到锆硅双改性酚醛树脂。实施例四:I)在装有搅拌器、冷凝回流装置的三ロ烧瓶中加入计量比的苯酚、甲醛和氢氧化钠溶液，边搅拌边升温至70°C，反应Ih ;2)按质量份数为:こ醇10份、こ酰丙酮2份、正硅酸こ酯5份、双氧水I份配制正硅酸こ酯溶液；3)调节油浴的温度至90°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的正硅酸こ酯溶液，控制溶液的PH值为8，待温度达到90°C时，恒温反应Ih ；4)将5份硼酸溶解于30ml沸こ醇中，配制硼酸溶液；5)调节油浴的温度至107°C，边升温边搅拌，同时滴加配制好的硼酸溶液，控制溶液的PH值为8 ;6 )待温度达到107 °C，保温Ih后，出料；7)将上步得到的产品放入真空干燥箱中60°C保温4h，即得到硼硅双改性酚醛树脂。图1是硼锆硅三元改性酚醛树脂的红外光谱图，图中137901cm，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硼锆硅三元锆改性酚醛树脂，其特征在于原料及各原料的质量份数是：苯酚10?50份、甲醛4?20份、氧氯化锆1?15份、正硅酸乙酯1?15份、硼酸1?10份、氢氧化钠2?10份、乙醇5?60份、乙酰丙酮5?15份和双氧水1?10份；其中，若氧氯化锆的质量份数取0，则可得到硼硅双改性酚醛树脂；若正硅酸乙酯的质量份数取0，则可得到硼锆双改性酚醛树脂；若硼酸的质量份数取0，则可得到锆硅双改性酚醛树脂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李克智，刘长青，张守阳，张雨雷，李贺军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：