[发明专利]一种泡沫炭复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种泡沫炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括原料的配备、原料与增强材料的混合、预聚、浇注成型、固化及炭化工艺；

（1）原料的配备

基体原料：双酚A型氰酸酯、双环戊二烯双酚型氰酸酯、多官能团氰酸酯、四甲基双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚E型氰酸酯、双酚A型氰酸酯预聚体的一种或者几种混合物；

增强材料：羟基化纳米碳管、酸化纳米碳管、氧化石墨烯、有机蒙脱土、介孔二氧化硅、纳米二氧化硅的一种；

基体原料、增强材料之间的比例关系为：基体原料：90-99.9wt％；增强材料0.1-10wt%；

（2）原料与增强材料的混合

将上述配备好的原料在溶剂中进行超声分散，具体工艺参数如下：

溶剂：二氯甲烷、乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺的一种；

温度：25-100℃；

时间：0.1-2h；

超声功率：100-600 W；

（3）溶剂的脱除

将上述配制好的混合液装入减压蒸馏装置中进行脱溶剂，具体参数如下：

温度：60-200℃；

时间：0.1-2 h；

真空度：1.0×10^-1-1.0×10⁵ Pa；

搅拌速度：50-1000 rpm；

（4）原料混合物的预聚

将上述脱去溶剂的混合物移入反应器中，进行预聚，具体参数如下：

温度：100-200℃；

时间：0.1-4 h；

保护气氛：N₂或者Ar；

气体流量：50-200 ml/min；

搅拌速度：50-1000 rpm；

（5）浇注成型

将上述预聚物倒入预热的模具中，脱气泡，具体参数如下：

温度：100–200℃；

脱气泡时间：0.1–5 h；

真空度：1.0×10^-1–1.0×10⁵ Pa；

（6）固化

预聚物经浇注成型后进行固化，具体参数如下：

固化温度：100–300℃；

固化时间：1–10 h；

真空度：1.0×10^-1–1.0×10⁵ Pa；

（7）炭化工艺

固化后的复合材料经过脱模后放入气氛炉中，然后以一定的升温速率升温至预定温度后保持一段时间，随炉冷却至室温取出，工艺参数为：

升温速率：2–50℃/min；

预定温度：600–1500℃；

保温时间：0.5–10 h；

保护气氛：N₂或者Ar；

气体流量：50–200 ml/min。

2. 根据权利要求1所述的泡沫炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中的聚合反应或采用将温度先自由升温至60-80℃，之后以5-10℃/min的升温速率升温至所述的100-200℃。

3. 根据权利要求1所述的泡沫炭复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤6）中的固化步骤或采用阶梯式固化，即100-160℃/1-2h→160-180℃/1-2h→180-220℃/2h→220-300℃/1-2h，升温速率为10℃/min。

4.一种如权利要求1所述的制备方法得到的泡沫炭复合材料。