[发明专利]一种导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料领域，具体涉及一种导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂作为第一种工业化生产的树脂从问世到现在已经有了上百年的时间。这种树脂以其合成工艺简单、结构稳定、力学性能优良、防火性能优异而广泛应用于建筑、船舶、交通等领域。酚醛树脂发泡制得的酚醛泡沫具有加工工艺简单、难燃、低烟、抗高温蠕变等一系列优点。由于近年来国家对建筑用保温材料防火要求的不断提高，先前广泛应用的聚氨酯泡沫已经远远达不到安全标准，酚醛泡沫作为其最有可能的替代材料在建筑材料领域渐渐被人们重视。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属增强材料，具有拉伸强度高、弹性系数高、价格便宜等一系列优点。采用玻璃纤维增强酚醛树脂泡沫可以将酚醛泡沫低密度、高防火性能与玻璃纤维的高强度、高模量相结合从而获得一种轻质高强又防火的材料。

聚苯胺可以用来制备电磁干扰EMI屏蔽涂料和抗静电涂料。EMI屏蔽的原理是：采用低阻值的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程的损耗而产生阻碍其传播的作用。

传统的电磁屏蔽材料一般用铜或铝箔做成，存在质量大、成本高等多种缺陷。美国、德国、日本等国家已经开始对这方面开始研究，并且取得了巨大的进展。印度中央电化学研究所导电高聚物中心以聚酰亚胺和玻璃布为基体，利用原位聚合将聚苯胺沉积下来进行电磁屏蔽研究；导电高分子在航空领域中可保护电子元件免受雷电和电磁波的干扰，Hexcel将聚苯胺用于航空设备上；而美国的海军和空军正在进行全塑飞机的研究。

目前，缺乏一种压缩强度、弯曲强度和冲击韧性高的导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种压缩强度、弯曲强度和冲击韧性高的导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供了一种导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板，所述导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板包括三层，分别为透明导电聚苯胺薄膜层、改性酚醛树脂基板层和透明导电聚苯胺薄膜层；所述改性酚醛树脂基板层的上、下表面分别设置有透明导电聚苯胺薄膜层。

进一步地，所述改性酚醛泡沫基板层按质量百分比由以下组分组成：

进一步地，所述改性酚醛树脂由以下重量份数的组分组成：

改性剂           1～4份

甲阶酚醛树脂     100份。

更进一步地，所述改性剂选自聚乙烯醇缩丁醛PVB、丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、腰果壳油CNSL、桐油、不饱和脂肪酸或丙烯酸中的一种或几种的组合。

进一步地，所述甲阶酚醛树脂按质量百分比由以下组分组成：

苯酚        19～47％

甲醛        52～78％

催化剂      1％～5％。

进一步地，所述增强纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维中的一种或几种的组合；所述乳化剂选自CGY～1甲基硅油、DC193、吐温80和吐温60中的一种或几种的组合。

更进一步地，所述发泡剂选自正戊烷、正己烷和二氯甲烷中的一种或几种的组合；所述固化剂选自磷酸、苯磺酸和醋酸中的一种或几种的组合。

本发明的一种导电酚醛泡沫/聚苯胺复合板的制备方法，包括以下步骤：

(1)将酚醛泡沫复合板放入丙酮溶液中浸泡，将其混合后的溶液置于乙醇溶液中，然后置于蒸馏水中清洗；放在双氧水中浸泡后，用蒸馏水反复淋洗；最后将酚醛泡沫复合板干燥；

(2)量取苯胺An用1M的盐酸定容，并搅拌至An溶解，制得混合溶液，将稳定剂倒入容器中，然后将混合溶液倒入稳定剂所在的容器中搅拌均匀，降温至0～2℃；步骤(2)中各物质的体积分数比如下：

苯胺An         2～5％

1M的盐酸溶液   25～30％

稳定剂溶液     65～70％。

(3)称取过硫酸铵，并用1M盐酸溶液定容降温至0～2℃；步骤(3)中各物质的质量百分比如下：

过硫酸铵     12.8～20.4％

1M的盐酸溶液    79.6～87.2％。

(4)取出盛有苯胺盐酸与稳定剂的混合溶液的容器内放入冰水中，然后放入酚醛泡沫复合板进行搅拌，至温度恒定至1～2℃后倒入已降温的过硫酸铵；

(5)反应后取出的酚醛泡沫复合板先用1M盐酸冲洗，再放入1M盐酸中浸泡后自然干燥，制得带有导电聚苯胺薄膜层的酚醛泡沫/聚苯胺复合板。