[發(fā)明專利]一種耐沖擊隔熱軟木復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610202065.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105670321B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭安儒;李瑞杰;張浩;李杰;趙宇寧;梁劍峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所;中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C08L97/00
• 分類號(hào): C08L97/00;C08L61/14;C08L83/04;C08L83/07;C08L77/10;C08L61/16;C08L81/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐沖擊隔熱軟木復(fù)合材料及其制備方法，屬于復(fù)合材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軟木具有較好的隔熱性能，作為隔熱材料而廣泛用于民用領(lǐng)域，如熱水瓶塞，用于加熱爐、加熱器及建筑隔熱的軟本薄板等。軟木具有導(dǎo)熱系數(shù)低、比重輕、工藝性能好、來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在各類航空航天器的熱防護(hù)領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。例如美國(guó)的“北極星”、“民兵”導(dǎo)彈用軟木作為隔熱錐，“阿波羅”飛船采用了軟木材料作為隔熱罩，“阿里安”運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩及三級(jí)低溫儲(chǔ)箱上均貼有軟木片。我國(guó)的CZ-3，CZ-2E運(yùn)載火箭衛(wèi)星整流罩、二三級(jí)級(jí)間殼、助推火箭整流罩外殼也敷有軟木材料。

目前國(guó)內(nèi)隔熱軟木復(fù)合材料為301(牌號(hào))軟木材料，但是301軟木材料熱導(dǎo)率高于國(guó)外類似牌號(hào)P50軟木(301軟木熱導(dǎo)率0.10W/m·K，P50軟木熱導(dǎo)率0.08W/m·K)，并且耐沖擊性能較差(301軟木抗沖擊強(qiáng)度1.4kJ/m²，P50軟木抗沖擊強(qiáng)度2.5kJ/m²)，在一些容易受到?jīng)_擊力的部位特別容易出現(xiàn)破損，影響產(chǎn)品的熱防護(hù)性能，另外，耐沖擊性能低的軟木柔度較差，在一些錐度較大的部段進(jìn)行軟木層的粘貼，軟木彎曲敷在部段的表面容易產(chǎn)生裂紋，大大影響軟木層的力學(xué)性能和熱防護(hù)性能。現(xiàn)有軟木的上述不足，使之在高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐沖擊隔熱軟木復(fù)合材料及其制備方法，通過(guò)在軟木混合料中加入酚醛樹脂、苯基硅橡膠和有機(jī)纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料耐沖擊和隔熱性能的提高。

本發(fā)明的軟木復(fù)合材料，由下述重量份配比組成：軟木粒子80～100，酚醛樹脂膠粘劑5～20，苯基硅橡膠2～15，有機(jī)纖維0.5～5。優(yōu)選軟木粒子90～100，酚醛樹脂膠粘劑10～20，苯基硅橡膠4～12，有機(jī)纖維1～4，在該配比下軟木復(fù)合材料的耐沖擊、隔熱性能高。

所述酚醛樹脂膠粘劑為硼改性酚醛樹脂、鋇酚醛樹脂或鎂酚醛樹脂膠粘劑中的一種或幾種的混合物，采用酚醛樹脂膠粘劑提高耐熱性。

所述苯基硅橡膠為甲基苯基硅橡膠或甲基苯基乙烯基硅橡膠中的一種或兩種,優(yōu)選甲基苯基硅橡膠。在制備工藝中，甲基苯基硅橡膠工藝性更好。

所述苯基硅橡膠的苯基摩爾含量范圍為5～40％，優(yōu)選苯基摩爾含量范圍為5～30％，該苯基含量范圍內(nèi)甲基苯基硅橡膠易于混合、工藝性好。

所述有機(jī)纖維為聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、聚苯砜酰胺纖維、聚對(duì)苯并咪唑纖維、聚苯撐吡啶并二咪唑纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙噁唑纖維、聚苯硫醚纖維、聚醚酮纖維、聚醚醚酮纖維、聚吡咯纖維中的一種或幾種的混合物。上述有機(jī)纖維韌性好、強(qiáng)度高、耐高溫，對(duì)軟木復(fù)合材料的耐沖擊性能起到關(guān)鍵作用。

所述有機(jī)纖維的長(zhǎng)度范圍為5～30mm，優(yōu)選長(zhǎng)度范圍為5～10mm。該長(zhǎng)度范圍內(nèi)的纖維為短切纖維，分散性好，不易團(tuán)聚。

一種耐沖擊隔熱軟木復(fù)合材料的制備方法，具體制備步驟和條件如下：

(1)對(duì)軟木粉粒子進(jìn)行篩分，篩選出粒徑為30～60目的軟木粒子；

(2)對(duì)篩選后的軟木粉進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)間為5～30h，得到熱處理后的軟木粉；

(3)將預(yù)處理后的軟木粒子、酚醛膠粘劑、苯基硅橡膠、有機(jī)纖維機(jī)械攪拌混合均勻，得到混合物料；軟木粒子80～100，酚醛樹脂膠粘劑5～20，苯基硅橡膠2～15，有機(jī)纖維0.5～5；

(4)將混合物料放入模具內(nèi)，施加1～10噸壓力，模具放在硫化機(jī)加熱板上進(jìn)行固化，固化溫度為100～200℃，固化時(shí)間為1～12h；

(5)固化結(jié)束后將模具取出，冷卻至室溫，開模取樣得到軟木復(fù)合材料。

步驟(2)中所述的熱處理為常壓烘干、真空烘干或高溫100～150℃蒸汽處理。

步驟(4)中所述的固化方法為恒溫固化或梯度升溫固化。

步驟b)中所述的熱處理為常壓烘干、真空烘干或高溫蒸汽處理；

步驟d)中所述的固化方法可為恒溫固化或梯度升溫固化，其中梯度升溫固化有利于異型結(jié)構(gòu)件的成型，會(huì)使固化更充分，性能更高。