【技术实现步骤摘要】
本申请涉及碳碳复合材料增密助剂领域，具体涉及一种浸渍用改性糠酮树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、糠酮树脂是由糠醛与丙酮在碱性条件下缩合反应形成糠酮单体，可与甲醛在酸性条件下进一步缩聚，使糠酮单体分子通过次甲基键连接形成糠醛丙酮树脂，属于热固性树脂。由于糠酮树脂含有呋喃环，且呋喃环结构稳定。糠酮树脂具有良好的耐热性，在氮气氛围中经炭化处理，残炭率58％，是一种广泛用于碳碳复合材料基体增密的浸渍剂。
2、为了获得高密度的碳碳复合材料，需要经多周期浸渍炭化才能实现。如何缩短碳碳复合材料的浸渍炭化周期，是当前碳碳复合材料生产关键性问题。缩短碳碳复合材料的浸渍炭化周期决定性因素是糠酮树脂残炭率。因此，开发一种浸渍用高残碳改性糠酮树脂是亟待解决问题。
技术实现思路
1、为了解决目前糠酮树脂的残炭率难以满足缩短碳碳复合材料的浸渍炭化周期，本申请提供一种浸渍用改性糠酮树脂，本申请利用双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺组成的改性剂，共同作用于糠酮树脂，形成高度交联的网络结构。这种结构在炭化过程中能够有效抵抗热解和氧化，从而显著提高残炭率，从而能够缩短碳碳复合材料的浸渍炭化周期。
2、第一方面，本申请提供一种浸渍用改性糠酮树脂，采用如下的技术方案：
3、一种浸渍用改性糠酮树脂，包括以下重量份的组分：糠酮树脂100份，改性剂5-50份；所述改性剂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺的混合物；
4、所述双马来酰亚胺包括4,4'-双马来酰亚胺二苯
5、所述烯丙基化合物包括2,2'-二烯丙基双酚a和烯丙基酚醛中的至少一种；
6、所述有机二元胺包括4,4'-二氨基二苯基甲烷和双氰胺中的至少一种。
7、通过采用上述技术方案，双马来酰亚胺(如4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷和n,n'-间苯撑双马来酰亚胺)具有高热稳定性和良好的交联性能。在树脂中引入双马来酰亚胺可以增加分子链的刚性，提高树脂的热稳定性。在炭化过程中，双马来酰亚胺的交联结构有助于形成更加稳定的碳骨架，从而增加残炭率。
8、烯丙基化合物(如2,2'-二烯丙基双酚a和烯丙基酚醛)含有不饱和双键，易于与其他组分发生化学反应。这些化合物能够与双马来酰亚胺和有机二元胺发生交联反应，形成更加复杂和稳定的网络结构。在炭化时，这种网络结构能够更有效地抵抗热解和氧化，从而保留更多的碳质材料。
9、有机二元胺(如4,4'-二氨基二苯基甲烷和双氰胺)具有活泼的氨基官能团，能够与树脂中的其他官能团反应。这些氨基官能团不仅参与交联反应，还能在炭化过程中形成氮杂环结构，进一步提高炭化产物的稳定性。
10、本申请通过双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺组成的改性剂，共同作用于糠酮树脂，形成高度交联的网络结构。这种结构在炭化过程中能够有效抵抗热解和氧化，从而显著提高残炭率。改性剂中的各组分之间也可能发生相互作用，产生协同效应，进一步增强炭化产物的稳定性。
11、优选的，所述改性剂为4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚a和4,4'-二氨基二苯基甲烷的混合物。
12、通过采用上述技术方案，4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷(bmi)、2,2'-二烯丙基双酚a(dba)和4,4'-二氨基二苯基甲烷(mda)的组合作为改性剂，相比于其他组合被认为是相对最好的组合，是比较得来的。其中每个物质的特性都很优秀。
13、bmi具有优异的耐热性，其玻璃化转变温度(tg)一般大于250℃，使用温度范围为177℃-232℃左右。这种高热稳定性有助于改性后的树脂在高温环境下保持稳定的性能。bmi分子中的酰亚胺杂环和交联密度较高，使其固化物具有优良的耐热性和力学性能。在树脂中引入bmi可以增加分子链的刚性，提高树脂的整体性能。
14、dba中的烯丙基和双酚a基团赋予了其优异的反应活性，使其能够与其他组分发生有效的交联反应。mda具有活泼的氨基官能团，易于与其他官能团反应，形成稳定的化学键。mda的氨基官能团可以参与树脂的交联反应，进一步增强固化效果，提高树脂的热稳定性和力学性能。
15、bmi、dba和mda三者共同作用，可以形成更加复杂和稳定的网络结构。这种结构在炭化过程中能够更有效地抵抗热解和氧化，从而保留更多的碳质材料。由于三者的协同作用，改性后的树脂在炭化过程中能够形成更加稳定的碳骨架，从而显著提高残炭率。
16、优选的，所述4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚a和4,4'-二氨基二苯基甲烷的摩尔比为1：(1-5)：(1-5)。
17、通过采用上述技术方案，如果dba和mda的摩尔比过低，那么它们与bmi反应形成的交联点将减少，导致树脂的交联密度不足。交联密度的降低会影响树脂的热稳定性和力学性能，使其在高温或应力作用下容易发生形变或破裂。dba和mda作为活性官能团提供者，它们的含量不足可能导致bmi的固化反应不完全。固化不完全的树脂将含有未反应的官能团，这些官能团在高温下可能发生降解，影响树脂的热稳定性和残炭率。
18、dba和mda的摩尔比过高时，4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷相对含量较少，并且此时交联网络已经充分稳定，继续增加dba和mda反而降低树脂的残炭率。
19、优选的，所述糠酮树脂和改性剂的质量比为100:5-30。
20、通过采用上述技术方案，如果改性剂的含量过低，那么它对于糠酮树脂性能的改善将非常有限。特别是在提高耐热性、残炭率等方面，改性剂的作用将不明显，甚至可能无法达到预期的效果。改性剂的含量过高，由于4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚a和4,4'-二氨基二苯基甲烷组成的改性剂性能优良，更高的含量难以继续增加残炭率。
21、优选的，所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
22、将配方量的所述双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺混合后进行熔融反应，获得所述改性剂。
23、通过采用上述技术方案，熔融反应通常在较高的温度下进行，这有助于加快反应速率，提高反应效率。熔融状态使得反应物分子间的接触更加充分，有利于反应的进行。相较于其他反应方法，如溶液反应或固相反应，熔融反应通常不需要额外的溶剂或催化剂，反应条件相对温和。熔融反应过程中，反应物直接转化为产物，避免了溶剂残留或催化剂残留等问题。这有助于获得纯度较高的改性剂，满足高端应用的需求。
24、优选的，所述熔融反应的反应温度为70-180℃，反应时间为1-5h。
25、通过采用上述技术方案，温度是影响化学反应速率的重要因素。在较低的温度下，反应物分子的运动速度减慢，碰撞频率降低，从而导致反应速率下降。如果温度过低，反应可能无法进行或进行得非常缓慢，导致生产效率低下。在较低的温度下，反应可能不完全，导致产物中残留未反应的反应物。这不仅会降低产物的纯度，还可能影本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于，包括以下重量份的组分：糠酮树脂100份，改性剂5-50份；所述改性剂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺的混合物；
2.根据权利要求1所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述改性剂为4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚A和4,4'-二氨基二苯基甲烷的混合物。
3.根据权利要求2所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚A和4,4'-二氨基二苯基甲烷的摩尔比为1：（1-5）：（1-5）。
4.根据权利要求3所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述糠酮树脂和改性剂的质量比为100:5-30。
5.根据权利要求1所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述改性剂的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述熔融反应的反应温度为70-180℃，反应时间为1-5h。
7.权利要求1-6任一项中所述的浸渍用改性糠酮树脂的制备方法，其特征在于：将配方量的糠酮树脂和改
8.根据权利要求7所述的浸渍用改性糠酮树脂的制备方法，其特征在于：所述加热反应的反应温度为70-150℃，反应时间为1-5h。
9.一种浸渍用改性糠酮树脂的应用，其特征在于：如权利要求1-6任一项所述的浸渍用改性糠酮树脂在碳碳复合材料的浸渍增密方面进行应用。
...【技术特征摘要】
1.一种浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于，包括以下重量份的组分：糠酮树脂100份，改性剂5-50份；所述改性剂为双马来酰亚胺、烯丙基化合物和有机二元胺的混合物；
2.根据权利要求1所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述改性剂为4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚a和4,4'-二氨基二苯基甲烷的混合物。
3.根据权利要求2所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷、2,2'-二烯丙基双酚a和4,4'-二氨基二苯基甲烷的摩尔比为1：（1-5）：（1-5）。
4.根据权利要求3所述的浸渍用改性糠酮树脂，其特征在于：所述糠酮树脂和改性剂的质量比为100:5-30。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李志保，孙勇，刘铁民，贾武林，樊乾国，侯光远，梁钊，
申请(专利权)人：陕西美兰德新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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