[發(fā)明專利]一種真空隔熱樹脂基復(fù)合材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310412233.8
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103727356B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳照峰;王璐
• 申請（專利權(quán)）人: 太倉派歐技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司
• 主分類號: F16L59/02
• 分類號: F16L59/02;F16L59/065;F16L59/05;C08L63/00;C08L79/08;C08L61/06;C08L79/04;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，特別是涉及一種真空隔熱樹脂基復(fù)合材料。

背景技術(shù)

導(dǎo)彈及航天器在發(fā)射、高速飛行或再進(jìn)入大氣層過程中，必須克服氣動加熱、粒子侵蝕和氣動沖刷對飛行器的影響，導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)特別是復(fù)合材料發(fā)動機(jī)殼體在飛行過程中，由于受到氣動加熱的影響，殼體表面溫度升高，引起強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能下降，進(jìn)而影響復(fù)合材料殼體使用的可靠性，因而外層熱防護(hù)材料對于飛行器質(zhì)量的可靠性起著極為重要的作用，既能保護(hù)發(fā)動機(jī)殼體材料免受高溫高速氣流沖蝕，同時在一定時間內(nèi)組織熱量向內(nèi)部傳遞。熱防護(hù)材料兼具耐高溫、隔熱綜合作用，是伴隨航空航天和箭彈技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的一類重要熱保護(hù)材料。

申請?zhí)枮?00410021142.2的中國專利中公開了一種阻隔輻射能隔熱復(fù)合材料，其至少在對流傳導(dǎo)隔層的一側(cè)設(shè)有鋁反射層、聚酯保護(hù)層。它阻隔熱能效果十分顯著，導(dǎo)熱系數(shù)為0.33W／m·K，墻體傳熱系數(shù)K＝0.399W／m·K，比傳統(tǒng)保溫墻體下降50％；并且耗材少、成本低、施工簡便、強(qiáng)度高、防紅外線，不易氧化等優(yōu)點(diǎn)，適于任何需要采取保溫措施的工民建筑、設(shè)施、帳篷、管網(wǎng)上使用。

申請?zhí)枮?00810228300.X的中國專利中公開了一種樹脂基復(fù)合隔熱型材結(jié)構(gòu)件，板形結(jié)構(gòu)件具有上面板、下面板和側(cè)面板，在上、下面板的內(nèi)側(cè)連接有隔板，面板與隔板之間形成腔體空間，側(cè)板一側(cè)設(shè)有缺口作為組合口，在所形成的腔體內(nèi)充填有隔熱保溫材料作為隔熱體，具有體輕、耐酸堿、抗老化、阻燃、不易變形、隔熱保溫性好、耐水性強(qiáng)且能夠穿透電磁波的優(yōu)點(diǎn)，適宜組合成建筑物結(jié)構(gòu)部件中使用。

申請?zhí)枮?00810159074.4的中國專利中公開了一種導(dǎo)電／隔熱復(fù)合材料，由熱固性酚醛樹脂、碳納米管、中空纖維和表面活性劑組成，通過納米管分散、膠液制備、纖維預(yù)浸、固化成型得到；該發(fā)明具有密度低、耐腐蝕、導(dǎo)電性能優(yōu)良和導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合性能優(yōu)良的功能材料。

目前國內(nèi)對樹脂基隔熱材料的研究較少，上述專利中所提到的隔熱復(fù)合材料或使用了傳統(tǒng)保溫材料作為隔熱層材料，或僅僅直接將樹脂基復(fù)合材料作為保溫材料，制得的產(chǎn)品大多用于建筑等民用領(lǐng)域，其保溫隔熱性能還亟待提高。因此，從絕熱原理入手，探索一種具有最佳絕熱方式的真空隔熱樹脂基復(fù)合材料成為現(xiàn)今的一個研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有復(fù)合材料研究的不足，提供了一種真空隔熱樹脂基復(fù)合材料。該種真空隔熱樹脂基復(fù)合材料從絕熱原理進(jìn)行探究，設(shè)計(jì)合理的絕熱材料結(jié)構(gòu)，擁有優(yōu)異的保溫隔熱能力，擴(kuò)大了樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用范圍，既能滿足民品的使用要求，也能在兵器、航空航天等國防領(lǐng)域中滿足系統(tǒng)在高溫、高過載等苛刻工作環(huán)境下對材料使用性能的要求。

針對上述問題，本發(fā)明提供一種真空隔熱樹脂基復(fù)合材料，其特征在于由雙層樹脂基復(fù)合材料及包裹于其中的真空腔體組成。

所述的樹脂基復(fù)合材料為高強(qiáng)玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的耐高溫樹脂基復(fù)合材料，纖維的體積含量為10-60％，耐高溫樹脂包括環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺、聚酰亞胺、酚醛樹脂、聚氰酸酯樹脂等其中的一種或多種改性樹脂；玻璃纖維具有較好的耐高溫性能，高強(qiáng)玻璃纖維SiO₂質(zhì)量分?jǐn)?shù)在93％以上，力學(xué)性能好、工藝性好、價(jià)格適中，用玻璃纖維增強(qiáng)耐高溫樹脂，不但能加強(qiáng)樹脂強(qiáng)度，還能大大提高其隔熱性能；一方面耐熱樹脂基體與增強(qiáng)纖維復(fù)合，組成具有隔熱-承力等功能的復(fù)合材料，另一方面樹脂基復(fù)合材料質(zhì)輕，能大大減少航天器的負(fù)重，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

所述的樹脂基復(fù)合材料是圓筒形結(jié)構(gòu)，平板結(jié)構(gòu)，圓筒形結(jié)構(gòu)可用于機(jī)身、設(shè)備艙、噴管表面等曲面結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)，平板結(jié)構(gòu)可用于機(jī)翼、尾翼、冷卻箱等平面結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)，層與層之間有桁條，起支撐作用。

所述的真空腔體的真空度<50Pa，真空是降低導(dǎo)熱系數(shù)的重要手段，高真空狀態(tài)下沒有空氣分子的熱運(yùn)動，因而能夠高效地阻隔熱傳導(dǎo)和熱對流，做到超級絕熱。

所述的真空腔體中可填充真空絕熱板，玻纖氣凝膠復(fù)合材料。真空絕熱板由玻璃棉纖維板和包覆的阻隔膜組成，導(dǎo)熱系數(shù)低，具有一定強(qiáng)度且柔軟可變形，能夠增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

所述的真空腔體兩側(cè)的復(fù)合材料厚度相同，每側(cè)為3-10mm。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是：①該真空隔熱樹脂基復(fù)合材料質(zhì)輕，減少了航天器的負(fù)重，由此帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益；②是隔熱件和承力件的結(jié)合體，并且熱導(dǎo)率低，絕熱性能優(yōu)異；③具有高溫穩(wěn)定性；④優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損性能；⑤工藝性好。

附圖說明