[发明专利]一种含硼酚醛树脂中空微珠及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硼酚醛树脂中空微珠及其制备方法，属于高分子材料技术领域，本发明将苯酚、硼酸、碱性催化剂和甲醛混合进行缩聚反应，得到硼酚醛树脂；将得到的硼酚醛树脂、内核材料、分散稳定剂、胺类固化剂和水混合后，进行交联反应，得到混合液；所述内核材料为沸点大于水的油性液体；将得到的混合液进行交联固化、过滤和煅烧处理，得到含硼酚醛树脂中空微珠。本发明得到的含硼酚醛树脂中空微珠的壳层材料为含硼酚醛树脂，其高残炭率赋予了中空微珠优异的热稳定性。实施例数据表明，在800℃下，本申请得到的含硼酚醛树脂中空微珠的残炭率为61～63％。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种含硼酚醛树脂中空微珠及其制备方法。

背景技术

中空酚醛树脂微珠是一种内核为空气或其它气体、外层为酚醛树脂的中空结构材料。由于其内部介质为气体，结构封闭，具有密度小、热导率低、热稳定性优异等特点，因此中空酚醛树脂微珠常被用来作为填料赋予复合材料轻质、隔热等特点，广泛应用于热防护领域。

常用的中空酚醛树脂微珠制备方法有发泡法、喷雾干燥法、相转变法、悬浮聚合法等，可制备粒径为纳米级或微米级的中空微珠。基本原理是在碱性条件下，采用苯酚、间苯二酚与多聚甲醛、甲醛水溶液，或者水溶性酚醛树脂为原料，以与酚醛树脂不相溶的其他液体或固体材料为核，或是采用发泡剂产生气体为核，固化交联酚醛树脂形成稳定的壳，然后通过煅烧或溶解等手段去除核，从而得到酚醛树脂中空微珠。

目前的中空酚醛微珠多以普通酚醛树脂为原料，以普通酚醛树脂为原料制备得到的中空酚醛树脂微珠，虽具有良好的热性能，但随着航空航天等高技术领域的发展，已经无法满足对其热稳定性的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供含硼酚醛树脂中空微珠及其制备方法，本发明提供的含硼酚醛树脂中空微珠具有优异的热稳定性。

本发明提供了一种含硼酚醛树脂中空微珠的制备方法，包括以下步骤：

1)将苯酚、硼酸、碱性催化剂和甲醛混合进行缩聚反应，得到含硼酚醛树脂；所述甲醛以多聚甲醛或甲醛水溶液的形式加入。

2)将所述步骤1)得到的含硼酚醛树脂、内核材料、分散稳定剂、胺类固化剂和水混合后，得到混合液；所述内核材料为沸点大于水的油性液体；

3)将所述步骤2)得到的混合液依次进行交联固化、过滤、煅烧处理，得到含硼酚醛树脂中空微珠。

优选地，所述步骤1)中缩聚反应的温度为80～100℃，缩聚反应的时间为6～8h。

优选地，所述步骤1)中碱性催化剂为NaOH、NH₃·H₂O、氢氧化钡或氧化镁。

优选地，所述步骤1)中苯酚、硼酸和甲醛的摩尔比为1：0.1～0.25：1.3～2，碱性催化剂用量为苯酚质量的0.5％～5.0％。

优选地，所述步骤2)中内核材料为辛烷、壬烷、癸烷、甲苯、二甲苯或甲基硅油。

优选地，所述步骤2)中分散稳定剂为聚丙烯酸、聚乙烯醇、羟甲基纤维素或聚甲基丙烯酰胺。

优选地，其特征在于，所述含硼酚醛树脂、内核材料、分散稳定剂、胺类固化剂和水的用量比为15～25g：8～25g：16g～27g：1.5～2.5g：100mL。

优选地，所述步骤3)中交联固化反应的温度为80～90℃，交联固化的时间为2～3h，交联固化的pH值为1～2。

优选地，所述步骤3)中的煅烧依次包括第一煅烧、第二煅烧和第三煅烧；

所述第一煅烧的温度为80～110℃，第一煅烧的时间为4～10h；

所述第二煅烧的温度为130～150℃，第二煅烧的时间为2～3h；