[發明專利]抗激光復合樹脂及其制備方法

無效

• 申請號: 200710191879.2
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101220211A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 顧嬡娟;梁國正;袁莉
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08L101/00
• 分類號: C08L101/00;C08K7/04;C08K3/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種復合樹脂及其制備方法。

背景技術

激光技術在軍事領域的廣泛應用使現代戰場充斥著各種激光威脅，特別是高能激光武器即將投入實戰，它的出現使得導彈、飛機、衛星等空中目標面臨直接被摧毀的危險，特別是易受攻擊的部位，如導彈的導引頭整流罩、飛機雷達的天線罩、衛星上各類傳感器的光學窗口等部位。樹脂基復合材料是用于制造這些部位的關鍵材料，而基體樹脂的抗激光特性的優劣是決定復合材料抗激光特性高低的關鍵。因此，具有抗激光特性的新型樹脂及其制備方法的研制具有重要的意義。

在抗激光復合材料方面，已取得了一系列科研成果，代表性的體系是抗激光氧化鋁纖維增強陶瓷基復合材料、碳和碳化硅纖維增強的氧化硅和氧化鈦復合材料等。在題為“SiC精細陶瓷抗激光加固材料的研究”([J]兵器材料科學與工程Vol.24?No.139-43)一文中，公開了一種以聚碳硅氧烷為前驅體，制備SiC精細陶瓷抗激光加固材料的方法，克服了SiC材料的傳統制備方法中所存在的工藝性差的缺點。

在抗激光樹脂基復合材料方面，人們主要通過改變材料的結構形式來制備抗激光材料，取得了較好的效果。如將復合材料設計為夾層結構，即在兩層防熱層(由酚醛樹脂、環氧樹脂等構成)之間配置一個抗激光輻射層，該層由浸漬樹脂的碳纖維和重金屬構成，重金屬可以是粉末或顆粒，以鎢為好。由此可見，無論是對防熱層還是對抗激光層而言，樹脂都是其主要組成。然而，一般的復合樹脂存在著層間剪切強度低等缺陷，力學性能受到了一定的影響。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供一種具有優異的力學、隔熱、耐高溫和燒蝕性能，且制備工藝簡單的抗激光復合樹脂及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是：提供一種抗激光復合樹脂，它由熱固性樹脂及其固化劑、片狀鋁粉和陶瓷晶須組成。

上述復合樹脂按重量計，由100份熱固性樹脂及其固化劑、1～70份片狀鋁粉和1～70份陶瓷晶須組成。

其中，所述的陶瓷晶須為碳化硅、氮化硅、氮化鈦、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯、碳化鈦、鈦酸鉀或硼酸鋁。

一種抗激光復合樹脂的制備方法，按重量計，在100份熱固性樹脂及固化劑中加入1～70份陶瓷晶須和1～70份片狀鋁粉，經充分混合，得到抗激光復合樹脂。

由于陶瓷晶須不僅具有優良的耐高溫特性和燒蝕性能，而且具有優異的力學性能，特別是其在材料厚度方向的排列，可以起到類似“鉚釘”的加強作用，因此，本發明制得的復合樹脂有效地解決了纖維復合材料常出現的層間剪切強度低的問題。另一方面，采用片狀鋁粉，可以有效發揮其阻隔作用，有效隔熱。因此，與現有技術相比，本發明制得的抗激光復合樹脂具有突出的性能綜合優勢。

附圖說明

圖1是按本發明實施例1技術方案制備的抗激光復合樹脂的SEM圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步描述：

實施例1：

硼酸鋁陶瓷晶須在120℃下烘干處理4小時，將10wt％的晶須倒入表面處理劑γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的丙酮溶液中，用高速均質攪拌機攪拌均勻，室溫晾置8小時后，在80～90℃下烘干2小時，將表面處理過的硼酸鋁晶須干燥密閉貯存備用。

在附有溫度計、攪拌器、通氮口的三口燒瓶中加入100g雙酚A型環氧樹脂(E51)，加熱到80℃使之成為低粘度液體，加入30g經上述方法處理后的硼酸鋁晶須和42g片狀鋁粉，充分攪拌混合20分鐘，冷至室溫后，再加入3g固化劑咪唑，攪拌均勻，即得抗激光復合樹脂。

在本發明技術方案中，固化劑的用量參照常規方案視樹脂種類而定。陶瓷晶須、片狀鋁粉也可不進行表面處理而直接使用。

將制得的復合樹脂按照如下工藝條件進行固化處理：80℃/2h+110℃/2h+150℃/2h+180℃/2h，得到固化的復合樹脂。采用CO₂激光器對已固化復合樹脂進行輻照試驗(輻照參數為工作波長10.6μm，光斑直徑2mm，激光功率35W，激光強度≈1114Wcm^-2，輻照時間4s)，復合樹脂的質量燒蝕率為0.0046g/s。用100g雙酚A型環氧樹脂(E51)和3g固化劑咪唑組成的E51/咪唑樹脂按照相同工藝固化，并進行相同的激光輻照實驗，該樹脂的質量燒蝕率為0.189g/s。對比實驗表明，本發明提供的抗激光復合樹脂具有優良的耐燒蝕性能。