[发明专利]含双键硅硼改性酚醛树脂、UV固化耐烧蚀涂料、UV固化耐烧蚀原位瓷化涂料及制备方法

说明书

本发明提供了一种含双键硅硼改性酚醛树脂、UV固化耐烧蚀涂料、UV固化耐烧蚀原位瓷化涂料及制备方法，解决了现有酚醛树脂基热防护涂料无法满足日益提升的性能需求且成型工艺繁琐、固化时间长、投资成本高的问题。本发明在酚醛树脂中通过本体聚合以硅(Si)和硼(B)元素共聚改性，引入高键能的‑B‑O‑和‑O‑Si‑O‑结构，赋予酚醛树脂优异的力学性能、耐热性和耐烧蚀性能；同时在改性树脂中引入双键基团，则可通过光引发剂引发双键聚合，实现UV固化改性酚醛树脂制备热防护涂料。

技术领域

本发明属于化学涂料技术领域，具体涉及一种含双键硅硼改性酚醛树脂、UV固化耐烧蚀涂料、UV固化耐烧蚀原位瓷化涂料及制备方法。

背景技术

飞行器外表面的气动加热问题可能导致飞行器外部出现损伤和内部仪器设备无法正常工作等问题，将具有防隔热涂料涂覆在表面，是解决上述问题的有效措施之一。

酚醛树脂基热防护涂料线烧蚀率低，碳化层坚硬，可以赋予涂料优异的耐烧蚀性能，但是随着飞行器飞行速度的提高，对酚醛树脂耐热性能提出了更高的要求，传统的酚醛树脂已经不能满足，因此要对酚醛树脂进行改性来使其达到更高的使用要求。并且在涂料成型方面，目前酚醛树脂基热防护涂料采用热固化的方式，存在设备投资大、需要工装模具、操作工艺繁琐、固化时间长等问题。针对热防护涂料高性能化和成型工艺存在的弊端，有必要研发一种能满足高性能需求且成型工艺有所优化的酚醛树脂基热防护涂料。

发明内容

本发明的目的在于解决现有酚醛树脂基热防护涂料无法满足日益提升的性能需求且成型工艺繁琐、固化时间长、投资成本高的不足之处，而提供一种含双键硅硼改性酚醛树脂、UV固化耐烧蚀涂料、UV固化耐烧蚀原位瓷化涂料及制备方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种含双键硅硼改性酚醛树脂的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将酚类化合物加入到反应器中，温度控制在40℃～80℃；

2)向步骤1)的反应体系中加入含硼类化合物，搅拌均匀，升温至120℃～160℃，反应2h～5h；

3)将步骤2)的反应体系降温至60℃～70℃，加入醛类化合物，搅拌均匀，反应1h～3h；

4)将步骤3)的反应体系温度维持在60℃～70℃，并加入含双键硅类化合物，搅拌均匀，反应5h～7h；

5)将步骤4)的反应物进行真空脱水(即真空减压去除小分子)，得到含双键硅硼改性酚醛树脂(透明黄色液体)。

进一步地，所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲酚或间苯二酚；

所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛、三聚甲醛或乙醛；优选多聚甲醛；

所述含硼类化合物为硼酸、苯硼酸或羟基苯硼酸这类含硼酸基团的化合物；

所述含双键硅类化合物为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和KH-570这类硅烷类化合物中的一种或多种；

所述酚类化合物、醛类化合物、含硼类化合物、含双键硅类化合物的摩尔比为1∶0.6～0.9∶0.1～0.25∶0.4～0.8。

本发明提供了一种含双键硅硼改性酚醛树脂，其特殊之处在于：采用采用上述制备方法得到。

与此同时，还提供了采用上述制备方法得到的含双键硅硼改性酚醛树脂作为基体材料在制备热防护复合材料中的应用，比如：热防护涂料。

一种UV固化(即紫外光固化)耐烧蚀涂料，其特殊之处在于，包括以下组分：基体、光引发剂、流平助剂和填料；

所述基体为采用上述制备方法得到的含双键硅硼改性酚醛树脂；