[发明专利]一种RTM成型用耐烧蚀酚醛树脂的制备方法及酚醛树脂组合物

说明书

本发明公开了一种新型结构的，能满足RTM成型工艺要求的新型耐烧蚀酚醛树脂，由20～60重量份具有如下结构式的酚醛树脂和40～80重量份的芳基乙炔预聚体混合并充分搅拌而成，上述芳基乙炔预聚体由二乙炔基苯于100～120℃预聚10～40小时后制得，粘度为500～2000mPa·s/30℃。本发明满足RTM成型工艺要求的耐烧蚀酚醛树脂的烧蚀成碳率可达65％以上，可常压固化，固化时无小分子放出，固化后材料致密无孔，性能优异。

技术领域

本发明涉及一种具有高残碳率的新型结构可用于RTM成型的耐烧蚀酚醛树脂的制备方法及酚醛树脂组合物，属于有机合成及加工领域。

背景技术

树脂传递模塑成型(RTM，Resin Transfer Molding)工艺以其成本低、效率高、工艺适应性强、制件尺寸精度高、部件整体成型性能优异、对环境污染小等优点，成为纤维增强树脂基复合材料低成本化技术发展的主导工艺之一。目前RTM成型工艺已被应用于多种树脂基复合材料体系，但是RTM成型工艺对基体树脂有很多特殊的要求，包括：(1)以低粘度的树脂体系为基础。一般认为树脂在充模过程中粘度应控制在800mPa·s以下，以保证树脂在凝胶前充满整个模腔和纤维/树脂的彻底浸润；(2)在树脂粘度较低时具有良好的稳定性；(3)RTM工艺是一种低压、密闭的成型工艺，要求树脂固化时没有或只有少量的低分子放出，以保证制品的性能。其中树脂体系的粘度稳定性对于树脂体系能否应用RTM工艺进行加工具有决定性的影响。目前开发的适于RTM工艺的树脂主要有环氧树脂、双马来酰亚胺(BMI)树脂、聚苯乙烯封端树脂、乙烯基树脂和酚醛树脂等。酚醛树脂具有较高耐热性，被广泛用作空间飞行器、导弹、火箭和超音速飞机的瞬时耐高温和耐烧蚀材料。但酚醛树脂较高的熔体粘度限制了液体模塑成型技术的应用，同时，由于其固化反应是缩聚反应，反应放出大量的小分子，限制了RTM工艺的应用。

本发明者提供了一种可满足RTM成型工艺的要求的加成固化型酚醛树脂的合成方法，树脂可常压固化，无小分子逸出，制品气孔率低，致密性好，树脂固化后具有良好的烧蚀性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是从分子结构设计出发，针对背景技术中酚醛树脂结构的不足，提供一种具有良好耐烧蚀性能的、可用于RTM成型工艺的酚醛树脂的制备方法及酚醛树脂组合物。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种新型RTM成型用耐烧蚀酚醛树脂组合物，由20～60重量份具有如下结构式的酚醛树脂和40～80重量份的芳基乙炔预聚体混合并充分搅拌而成，

其中，上述芳基乙炔预聚体为二乙炔基苯于100～120℃预聚10～40小时后制得，预聚后的粘度为500～2000mPa·s/30℃。

当R＝-H时，具有上述结构式的酚醛树脂的合成方法如下：

当R₁＝R₂＝-C≡CH或R₁＝H，R₂＝-C≡CH时，具有上述结构式的酚醛树脂合成方法如下：

随后的实施例将证明，相对于背景技术中的酚醛树脂，本发明耐烧蚀酚醛树脂适用于RTM成型工艺；固化残碳率高(850℃时残碳率达65％以上)；烧蚀性能好：三维编织碳纤维增强材料线烧蚀率仅为0.11～0.13mm/s，烧蚀表面均匀，平整；固化性能好：常压固化，无小分子逸出，制品气孔率低，致密性能好。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的在于更好地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。

实施例一