[发明专利]一种高强度碳泡沫材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强度碳泡沫材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

(1)以3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐或3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐和适量5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐为反应单体，以无水乙醇作为反应溶剂，加热回流搅拌反应2～3小时，然后加入一定量的二元胺单体，继续加热回流反应2～3小时，而后加入一定质量的短切纤维和氟碳表面活性剂，反应结束后，旋蒸除去多余的溶剂，得到前驱体树脂；

(2)将得到的前驱体树脂置于烘箱中，在100～160℃之间进行烘干，而后将树脂研磨成粉末，并将粉末过筛分级，筛选出粒径在50μm～150μm之间的前驱体粉末，将制得的前驱体粉末置于石墨模具中，在280℃～340℃之间进行恒温式发泡，发泡时间为1～2小时，而后并保温1～2小时进行后固化，得到短切纤维增强的聚酰亚胺泡沫材料；

(3)将所制得的聚酰亚胺泡沫在惰性气体氛围下进行高温热处理，热处理温度在1000～3000℃之间，热处理时间为1～6小时，可制得碳泡沫材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强度碳泡沫材料的制备方法，其特征在于，短切纤维为短切碳纤维、短切玻璃纤维、短切碳化硅纤维中的一种，短切纤维的长度在50～200μm之间，其添加量为所加入的四甲酸二酐和5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐以及二元胺单体总质量的1％～10％。

3.根据权利要求1所述的一种高强度碳泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述的二元酐为4，4'-二氨基二苯醚、4，4'-二氨基二苯砜、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑和间苯二胺中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种高强度碳泡沫材料的制备方法，其特征在于，5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐的添加量为所加入四甲酸二酐与二元胺摩尔量之差的2倍。

5.根据权利要求1所述的一种高强度碳泡沫材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的恒温发泡温度在280℃～300℃之间，发泡时间为1～1.5小时。