一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在航天領(lǐng)域，飛行器飛行期間的工作環(huán)境十分惡劣，尤其是在飛行器越來越明顯 地向高速和高加速飛行方向發(fā)展的情況下，在大氣層內(nèi)飛行的過程中，飛行器表面防護材 料要承受高熱流密度、高氣動熱沖刷。這對熱防護材料的基體樹脂提出了更高的要求。耐 燒蝕復合材料的基體樹脂必須具有良好的熱穩(wěn)定性，受熱時形成的殘?zhí)繉又旅芊€(wěn)定，材料 力學性能好，同時工藝性好，易于制備加工。目前常用的耐燒蝕復合材料的基體樹脂主要 有酚醛樹脂、有機硅樹脂、三元乙丙橡膠、芳雜環(huán)樹脂及無機磷酸鹽及硼酸鹽樹脂等。如 CN1047314A涉及一種燒蝕隔熱涂料用醇溶性有機硅樹脂，CN100460477C涉及聚硅氧烷、 105樹脂與環(huán)氧樹脂復合耐燒蝕粘結(jié)劑。CN102010565B涉及一種超支化聚硼酸酯樹脂與耐 高溫熱固性樹脂的復合物。
[0003] 目前常用的耐燒蝕樹脂如酚醛樹脂、芳雜環(huán)樹脂及無機樹脂存在固化溫度高、材 料堅硬而柔韌性較差的問題。有機硅樹脂力學性能及附著力較差，同時樹脂主鏈為硅氧結(jié) 構(gòu)，受熱后主要形成二氧化硅，殘?zhí)繉右追刍?，穩(wěn)定性不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂及其制備方法， 用于制備耐燒蝕復合材料，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計使得樹脂具有較高的耐燒蝕性，同時樹脂具有較 好的柔韌性和較好的工藝性能。
[0005] 本發(fā)明要求保護一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，由彈性羥基樹脂和異氰酸酯固化劑 配漆固化而成，其特征在于，所述彈性羥基樹脂主要是由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯 娃燒單體30?70份、多元酷10?45份、多元醇0?20份、抗氧劑0. 1?0. 5份、固化促 進劑0. 05?0. 45份、溶劑0?30份。
[0006] 進一步地，所述彈性羥基樹脂主要是由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯硅烷單 體40?60份、多元酚20?35份、多元醇0?10份、抗氧劑0. 2?0. 3份、固化促進劑 0· 1?(λ 3份、溶劑0?20份。
[0007] 所述氯硅烷單體具體為甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基 三氯硅烷中的一種或幾種。
[0008] 所述多元酚具體為苯二酚、萘二酚、苯三酚中的一種或幾種。
[0009] 所述多元醇具體為三羥甲基丙烷、新戊二醇、己二醇、一縮乙二醇、羥值40? 300mgK0H/g的聚醋中的一種或幾種。
[0010] 所述異氰酸醋固化劑具體為脂肪族或芳香族異氰酸醋固化劑。如Desmodur N3390, Desmodur N100, Desmodur N3600, Desmodur N3400, DesmodurEH 等。
[0011] 本發(fā)明還要求保護一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于包含以下 步驟：
[0012] A.制備彈性羥基樹脂：將多元酚、多元醇、抗氧劑加入反應器，升溫至熔融，100? 140°C滴加氯硅烷單體，以堿液吸收產(chǎn)生的氯化氫，滴完后100?240°C保溫反應2?8小時 后，加入固化促進劑和溶劑，出料過濾得到彈性羥基樹脂；
[0013] B.制備耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂：將步驟A得到的彈性羥基樹脂與異氰酸酯固化劑 配漆固化，得到耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂。
[0014] 其中，步驟B具體為：將彈性羥基樹脂與異氰酸酯固化劑按NCO/OH = (I. 1? I. 3) : 1配漆，常溫12?48h后，80°C?120°C烘烤2?4h固化。
[0015] 本申請與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：
[0016] 本發(fā)明在羥基樹脂合成中以氯硅烷單體與多元酚及多元醇反應來合成高分子量 羥基樹脂，由于形成硅烷與碳鏈交替排列的結(jié)構(gòu)，硅烷結(jié)構(gòu)起到對碳鏈的保護作用，改善了 樹脂耐溫性，在受熱情況下起到協(xié)同成炭作用，在空氣氛圍中600°C熱失重小于80%，形成 的殘?zhí)繉訄杂卜€(wěn)定。通過優(yōu)選氯硅烷與多元醇、多元酚單體，可在保持良好耐溫性的同時， 具有良好的柔韌性能，斷裂伸長率最高可達300%，同時保持了聚氨酯樹脂良好的工藝性能 和機械性能。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做出具體說明：
[0018] 實施例1
[0019] A.將間苯二酚25. 6g、三羥甲基丙烷lg、抗氧劑10100. 2g加入反應器，升溫至熔 融，120°C滴加二苯基二氯硅烷53. 4g，以堿液吸收產(chǎn)生的氯化氫，滴完后120°C保溫反應1 小時，180°C保溫反應3小時后，加入固化促進劑二月桂酸二丁基錫催化劑0. 05g和乙酸丁 酯20g，出料過濾得到彈性羥基樹脂。
[0020] B.將步驟A得到的彈性羥基樹脂與異氰酸酯固化劑Desmodur N-100按NCO/OH = 1. 2:1配漆，常溫15h后，85°C烘烤4h固化。
[0021] 測試性能如下：
[0022]
【主權(quán)項】
1. 一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，由彈性羥基樹脂和異氰酸酯固化劑配漆固化而成，其 特征在于，所述彈性羥基樹脂主要是由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯硅烷單體30?70 份、多元酚10?45份、多元醇0?20份、抗氧劑0. 1?0. 5份、固化促進劑0. 05?0. 45 份、溶劑0?30份。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述彈性羥基樹脂主要 是由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯硅烷單體40?60份、多元酚20?35份、多元醇0? 10份、抗氧劑〇? 2?0? 3份、固化促進劑0? 1?0? 3份、溶劑0?20份。
3. 如權(quán)利要求1所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述氯硅烷單體具體為 甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基三氯硅烷中的一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述多元酚具體為苯二 酚、萘二酚、苯三酚中的一種或幾種。
5. 如權(quán)利要求1所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述多元醇具體為三羥 甲基丙烷、新戊二醇、己二醇、一縮乙二醇、羥值40?300mgK0H/g的聚酯中的一種或幾種。
6. 如權(quán)利要求1所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂，其特征在于，所述異氰酸酯固化劑具 體為脂肪族或芳香族異氰酸酯固化劑。
7. -種如權(quán)利要求1-6任一項所述耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于， 其包含以下步驟： A. 制備彈性羥基樹脂：將多元酚、多元醇、抗氧劑加入反應器，升溫至熔融，100? 140°C滴加氯硅烷單體，以堿液吸收產(chǎn)生的氯化氫，滴完后100?240°C保溫反應2?8小時 后，加入固化促進劑和溶劑，出料過濾得到彈性羥基樹脂； B. 制備耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂：將步驟A得到的彈性羥基樹脂與異氰酸酯固化劑配漆 固化，得到耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂。
8. -種如權(quán)利要求7所述的耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂的制備方法，其特征在于，步驟B具 體為：將步驟A得到的彈性羥基樹脂與異氰酸酯固化劑按NCO/OH = (1. 1?1. 3) : 1配漆， 常溫12?48h后，80°C?120°C烘烤2?4h固化。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐燒蝕柔性聚氨酯樹脂及其制備方法，該樹脂由彈性羥基樹脂和異氰酸酯固化劑配漆固化而成，所述彈性羥基樹脂主要是由以下重量份數(shù)的原料制備而成：氯硅烷單體30～70份、多元酚10～45份、多元醇0～20份、抗氧劑0.1～0.5份、固化促進劑0.05～0.45份、溶劑0～30份。本發(fā)明通過優(yōu)選氯硅烷與多元醇、多元酚單體，可在保持良好耐溫性的同時，具有良好的柔韌性能，斷裂伸長率最高可達300％，同時保持了聚氨酯樹脂良好的工藝性能和機械性能。
【IPC分類】C09D175-04, C08G18-61
【公開號】CN104530363
【申請?zhí)枴緾N201410826375
【發(fā)明人】李博文, 談珍, 胡進奔, 楊康, 孫哲
【申請人】中昊北方涂料工業(yè)研究設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月26日