[發明專利]一種航天飛機艙內頂板用材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610295902.1
• 申請日: 2016-05-07
• 公開（公告）號: CN105713389A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 王少平
• 申請（專利權）人: 惠安縣泰達商貿有限責任公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L27/18;C08L33/20;C08L81/02;C08K3/22;B29C43/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具涉及一種航天飛機艙內頂板用材料及其制備方法。

背景技術

據有關資料報導，航天飛行器的質量每減少1千克，就可使運載火箭減輕500千克，而一次衛星發射費用達幾千萬美元。高成本的因素，使得航天飛機艙內頂板所用的材料質輕，高性能顯得尤為重要。隨著航空航天工業的迅速發展，對材料的要求也日益苛刻，一個國家新材料的研制與應用水平，在很大程度上體現了一個國家的國防和科研水平，因此許多國家都把新材料的研制與應用放在科研工作的重要地位。為了適應航天領域日益苛刻的要求，通用環氧樹脂已不能滿足要求，世界各國都在致力于開發各種高性能環氧樹脂，以便于開發同高性能增強材料(如芳綸、碳纖維等)相匹配的樹脂體系。但總結起來，大都是在保證環氧樹脂優異的工藝性的前提下，實現環氧樹脂的多官能化，以改善其固化物的耐熱性和粘接性，并沒有綜合利用并發揮其他工程塑料的優良特性。

申請號為200410025427.3，公開了一種航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法，所述制備過程包括混料、預成型、推壓、壓延、干燥、膨化、定型工藝。使用該發明制備獲得的聚四氟乙烯結構密封板材，具有良好的化學穩定性、電絕緣性、自潤滑性、克服了純聚四氟乙烯密封材料的冷流性，不會隨著時間而硬化或脆化以及耐高低溫-240℃~260℃的特性，適用于各種形狀的平面密封；但是其硬度及韌性不夠，對宇宙射線輻射的抵御能力也欠佳。

申請號為200410025427.3，公開了一種航空機載設備用加熱可恢復原尺寸聚四氟乙烯板材的制備方法。制備過程包括預處理、預成型、塑化工藝、應力消除工藝、熱處理工藝、平整定型工藝。使用該發明獲得的聚四氟乙烯制品材料，具有良好的化學穩定性、電絕緣性、耐高低溫性、加熱可恢復性、耐航空液壓油的特性，適用于航空機載設備液壓密封系統保護圈及材料，但是韌性欠佳，對宇宙射線輻射的抵御能力也不夠。

發明內容

本針對以上技術問題及需求形勢，本發明提供了一種航天飛機艙內頂板用材料及其制備方法，制備出機械強度高、韌性好、有較高的抗拉、抗壓強度，耐疲勞性能突出，耐熱，耐腐蝕，抗宇宙射線輻射的航天材料。

本發明提供一種航天飛機艙內頂板用材料，由聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚苯硫醚和稀土氧化物組成，材料各組分的重量百分比為：

聚酰亞胺30%－40%

聚四氟乙烯25%－35％

聚丙烯腈15%－20％

聚苯硫醚5%－10％

稀土氧化物1%－5％。

進一步地，上述材料各組分的重量百分比為：

聚酰亞胺37%

聚四氟乙烯31％

聚丙烯腈19％

聚苯硫醚8％

稀土氧化物5％。

更進一步地，上述聚酰亞胺為雙馬來酰亞胺。

更進一步地，上述材料各組分的重量百分比為：

雙馬來酰亞胺36%

聚四氟乙烯32％

聚丙烯腈18％

聚苯硫醚10％

稀土氧化物4％

更進一步地，上述稀土氧化物為輕稀土氧化物。

更進一步地，上述輕稀土氧化物為氧化鈰。

更進一步地，上述材料各組分的重量百分比為：

雙馬來酰亞胺37%

聚四氟乙烯33％

聚丙烯腈18％

聚苯硫醚9％

氧化鈰3％

本發明還提供一種航天飛機艙內頂板用材料的制備方法，制備方法為以下步驟：

步驟S01：將聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚苯硫醚和稀土氧化物混合粉碎成40μm~50μm的顆粒。

步驟S02：在高壓條件下，升溫速率為80℃/小時~100℃/小時的條件下將混合顆粒升溫到450℃~500℃，并保溫5小時~8小時，使各物料顆粒充分融合，得到粗胚。

步驟S03：將步驟S02得到的粗胚放入水中降溫冷卻30分鐘~40分鐘，以消除應力。

步驟S04：將消除應力后的粗胚在壓力為40MPa~50MPa，升溫速率為80℃/小時~100℃/小時的條件下升溫到250℃~300℃，然后在壓力為6MPa~10MPa的條件下輥壓定型，經過降溫，得到航空材料。

進一步地，上述的航天飛機艙內頂板用材料的制備方法步驟S02中，高壓條件具體為：壓力為40MPa~50MPa。

進一步地，上述的航天飛機艙內頂板用材料的制備方法步驟S04中，降溫具體為：降溫速率為80℃/小時~100℃/小時。