1.一种抗燃无味纳米酚醛板材,其特征在于,所述抗燃无味纳米酚醛板材是利用改性酚醛泡沫板复合碳纤维,再通过静电喷涂二氧化硅制得。
2.根据权利要求1所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材,其特征在于,所述改性酚醛泡沫板由对羟基苯已酮、甲醛与3‑甲氧基‑4‑甲基苯硼酸制得的硼酚醛树脂与环氧氯丙烷反应制得。
3.根据权利要求1所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材,其特征在于,所述碳纤维由聚丙烯腈通过超声‑磁场辅助微流控纺丝、双重加热等步骤制得。
4.一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
(1)将37wt%甲醛水溶液和对羟基苯已酮按质量比13:17~17:25混合,搅拌均匀后,加入对羟基苯已酮质量2~3倍的30wt%氢氧化钠水溶液,升温至55~70℃,70~100rpm搅拌
1.5~3h,降温至40~50℃,加入对羟基苯已酮质量1~1.5倍的3‑甲氧基‑4‑甲基苯硼酸和对羟基苯已酮质量0.4~0.6倍的甲醇,升温至65~75℃,反应2~3h,再次降温至40~50℃,加入45wt%氢氧化钠水溶液至溶液pH为8~9,35~40℃、压力为800~1000Pa下蒸馏1~3h,再加入甲酸至溶液pH为6.5~7,加入对羟基苯已酮质量1.5~3倍的环氧氯丙烷和对羟基苯已酮质量0.02~0.04倍的四丁基溴化铵,升温至75~85℃,在反应的60~90min内,分4次加入对羟基苯已酮质量0.25~0.35倍的氢氧化钠,继续反应2.5~4h,过滤,取固体,用50℃的去离子水洗涤3~5次,10~20℃、压力为800~1000Pa下蒸馏1~3h,得改性酚醛树脂;
(2)将改性酚醛树脂置于80℃的油浴中,30~60rpm搅拌0.5~1.5h,加入吐温‑80和正戊烷,70~100rpm搅拌20~40min,加入40wt%硫酸水溶液和对甲基苯磺酸,继续搅拌1~
3min,倒入模具中,静置60~80min,脱模,于50~80℃熟化8~12h,再经微波辐射,得改性酚醛泡沫板;
(3)将三聚氰胺与60℃的N,N‑二甲基甲酰胺按质量比0.5:20~1:23混合,70~100rpm搅拌1.5~3h,加入三聚氰胺质量4~8倍的分子量为81000的聚丙烯腈,继续搅拌10~14h,得纺丝液,然后进行超声‑磁场辅助微流控纺丝,65~75℃干燥10~14h,得纺丝纤维;
(4)将纺丝纤维进行双重加热,冷却后,覆在改性酚醛泡沫板上,得碳纤维复合改性酚醛泡沫板;
(5)将二氧化硅前驱液静电喷射在碳纤维复合改性酚醛泡沫板的两面,喷射工艺参数为:电压15~25kV、接收距离10~20cm、流速3mL/h,40~60℃干燥4~6h,得抗燃无味纳米酚醛板材。
5.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述微波辐射的波源为2400~2500MHz连续波、输出功率为50~70W、时间为1.5~3min。
6.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述改性酚醛树脂、吐温‑80、正戊烷、40wt%硫酸水溶液、对甲基苯磺酸的质量比为35:
4:8:20:20~45:8:16:30:30。
7.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述超声‑磁场辅助微流控纺丝的工艺参数为:挤出泵推进速率0.3mL/h、接收装置旋转电动机转速400r/min、步进平移电动机频率6000Hz、超声频率21kHz、振动功率1000W、振动时间80min、磁场强度0.3T。
8.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(4)所述双重加热的条件:第一次加热时间为1~2h、温度为1250~1350℃;第二次加热时间为1~3min、温度为150~200℃、波源为2400~2500MHz连续波、输出功率为80~100W。
9.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述二氧化硅前驱液的制备方法为:将正硅酸四乙酯、丙酮、1wt%乙酸水溶液按质量比
3:0.8:1.5~5:1.2:2.5混合制得。
10.根据权利要求4所述的一种抗燃无味纳米酚醛板材的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述静电喷射在浓度为10mol/L的硝酸溶液环境下进行,温度为50~60℃。