一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于炭泡沫材料制備領域，尤其涉及一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法。
【背景技術】
[0002]炭泡沫具有密度低、熱膨脹系數(shù)低、耐熱沖擊性好、尺寸穩(wěn)定性好，在無氧條件下可加熱到3000°C而不熔化或軟化，熱導率既可低至IW/ (m -K)以下亦可高達150W/(m -K)以上等諸多優(yōu)良特質(zhì)，已應用于航空、航天航海等軍事部門及民用商業(yè)領域，如星載望遠鏡鏡面基體、燃料電池、艦船甲板、吸波或電磁屏蔽材料、國家導彈防御體系中的熱量轉(zhuǎn)移和熱保護系統(tǒng)等方面。
[0003]目前炭泡沫的制備方法主要有兩種:一種是采用煤基瀝青或中間相瀝青為前驅(qū)體發(fā)泡，經(jīng)炭化、石墨化得到炭泡沫，這種炭泡沫石墨化程度高，呈現(xiàn)孔均勻分布的立體網(wǎng)狀結構，并具有高的熱導率；另一種是先以酚醛樹脂為原料的中空細微顆粒經(jīng)黏合制得樹脂前驅(qū)體，再經(jīng)炭化后得到炭泡沫，這種樹脂炭泡沫熱導率低，作為航空航天領域高速飛行器熱防護系統(tǒng)中的隔熱材料。但是其力學性能較低，無法滿足苛刻的服役環(huán)境。為此，近幾年各國學者關注于提尚其力學性能的研究，如在樹脂基炭泡沫材料中引入欽酸鐘晶須增強相，所制炭泡沫復合材料的壓縮強度有所增加，熱導率降低，或者將炭纖維摻雜到酚醛樹脂中，制備出不同炭纖維含量的炭泡沫復合材料，其力學性能得到了一定提高，盡管如此，該材料的壓縮強度仍不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種孔隙率低、壓縮強度高、熱導率低的蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法。
[0005]本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn):一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法，按甲醛:苯酚=1.2-1.6的摩爾比，將甲醛和苯酚加入到三口燒瓶中，同時加入NaOH作為催化劑，水浴加熱至70-10(TC，反應5h停止加熱，得到熱固性酚醛樹脂，將酚醛樹脂與BJ0-0930酚醛微球混合，微球的體積分數(shù)為70%,再加入蒙脫土，蒙脫土的質(zhì)量分數(shù)為5%，然后填充至模具中模壓成型，升溫至150°C固化10h，得到前驅(qū)體酚醛泡沫，將酚醛泡沫試樣放入真空炭化爐中，在Ar氣保護下進行800°C炭化處理，得到炭泡沫材料。
[0006]本發(fā)明具有如下有益效果:
該方法制備得到的蒙脫土改性炭泡沫復合材料基體相與微球相結合緊密，孔隙率低，壓縮強度提高到25.54MPa，熱導率也明顯降低，800°C下的熱導率降為0.588ff/(m.K)。
【具體實施方式】
[0007]下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0008]具體實施例:按甲醛:苯酚=1.2-1.6的摩爾比，將甲醛和苯酚加入到三口燒瓶中，同時加入NaOH作為催化劑，水浴加熱至70-100°C，反應5h停止加熱，得到熱固性酚醛樹脂，將酚醛樹脂與BJ0-0930酚醛微球混合，微球的體積分數(shù)為70%，再加入蒙脫土，蒙脫土的質(zhì)量分數(shù)為5%，然后填充至模具中模壓成型，升溫至150°C固化10h，得到前驅(qū)體酚醛泡沫，將酚醛泡沫試樣放入真空炭化爐中，在Ar氣保護下進行800°C炭化處理，得到炭泡沫材料。
[0009]對制備得到的蒙脫土改性炭泡沫復合材料進行顯微觀察，發(fā)現(xiàn)其基體相與微球相結合緊密，孔隙率低，對其進行性能測試，發(fā)現(xiàn)其壓縮強度為25.54MPa，熱導率為0.588W/(m.K) ο
[0010]以上內(nèi)容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法，其特征在于:按甲醛:苯酚=1.2-1.6的摩爾比，將甲醛和苯酚加入到三口燒瓶中，同時加入NaOH作為催化劑，水浴加熱至70-100°C ,反應5h停止加熱，得到熱固性酚醛樹脂，將酚醛樹脂與BJ0-0930酚醛微球混合，微球的體積分數(shù)為70%，再加入蒙脫土，蒙脫土的質(zhì)量分數(shù)為5%，然后填充至模具中模壓成型，升溫至150°C固化10h，得到前驅(qū)體酚醛泡沫，將酚醛泡沫試樣放入真空炭化爐中，在Ar氣保護下進行800 °C炭化處理，得到炭泡沫材料。
【專利摘要】一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法，屬于炭泡沫材料制備領域，尤其涉及一種蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法。針對現(xiàn)有技術缺陷，提供一種孔隙率低、壓縮強度高、熱導率低的蒙脫土改性炭泡沫復合材料制備方法。該方法以酚醛樹脂、BJO-0930酚醛微球為原材料,與蒙脫土混合,采用模壓成型法制備出酚醛泡沫前驅(qū)體,在Ar氣保護下進行800℃炭化處理,得到蒙脫土改性炭泡沫復合材料。該方法制備得到的蒙脫土改性炭泡沫復合材料基體相與微球相結合緊密,孔隙率低，壓縮強度提高到25.54MPa，熱導率也明顯降低,800℃下的熱導率降為0.588W/(m·K)。
【IPC分類】C01B31/02
【公開號】CN105540564
【申請?zhí)枴緾N201510851534
【發(fā)明人】郝青
【申請人】陜西玉航電子有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月30日