[發明專利]制造熱保護復合材料的方法

有效

• 申請號: 201680023803.6
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107683180B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·桑斯;伊登·夸克;邁克爾·鄧巴·西爾科克;阿龍·布賴頓;阿什利·詹姆斯·登米德;內森·瓊斯;胡戈·豪斯
• 申請（專利權）人: 碳革命有限公司
• 主分類號: B05D1/00
• 分類號: B05D1/00;B05D3/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 顧紅霞;何勝勇

一種制造具有熱保護層(24)的復合材料部件(10)的方法包括以下步驟：提供復合材料部件(10)，復合材料部件具有主纖維材料(12)，并且具有在復合材料部件的用于高熱暴露的區域處覆蓋在主纖維材料(12)上的替代纖維材料的底漆層(16)，所述區域限定熱暴露區域(18)；將金屬粘合層(22)施加到熱暴露區域(18)的底漆層(16)，以在熱暴露區域(18)處產生粘合表面；以及將陶瓷熱保護層(24)施加到粘合表面，以使熱暴露區域(18)絕熱和/或反射外部熱能，熱保護層(24)具有比金屬粘合層(22)高的熔點。

交叉引用

本申請要求2015年4月24日提交的澳大利亞臨時專利申請No.2015901471的優先權，該臨時專利申請的公開內容應理解為并入本說明書中。

技術領域

本發明總體上涉及一種生產熱保護復合材料的方法，特別是用于暴露于高輻射或對流溫度的復合材料。盡管本發明特別適用于汽車復合材料部件，特別是復合材料輪裝置，但是應當理解，本發明不一定限于該應用。

背景技術

以下對本發明的背景的討論旨在促進對本發明的理解。然而，應當理解，該討論不是確認或承認所提及的任何材料截止本申請的優先權日被公布、已知或是公知常識的一部分。

由于復合材料中的聚合物基質在暴露于高水平的熱能時會軟化，所以高性能復合材料部件的應用可能受到限制。就此而言，將復合材料部件加熱到其可耐溫度之外的應用可能導致當部件被放置在機械負載下時部件的機械性能降低。將外部熱源施加到復合材料部件的一個這樣的示例性應用是：復合汽車部件(例如車輪)在制動過程中暴露于相鄰制動鉗和轉子組件的輻射或對流熱能。

為此，通常需要屏蔽復合材料部件使之免受外部熱源(無論是輻射的、傳導的還是對流的)的影響，該外部熱源可能將復合材料部件的溫度提高到高于玻璃化轉變溫度Tg的溫度，在該溫度下，復合材料中的基質材料的完整性和/或性能可能會受到損害。

解決這個問題的以前嘗試包括開發更高Tg的樹脂，從而提供具有更高耐熱性的復合基質。然而，這種方法提高了整體復合材料成本，此外，存在不具有所需可耐溫度的合適樹脂的許多應用。

可選的已有系統利用與復合材料表面間隔開的金屬熱屏蔽件，以在熱源和復合材料表面之間提供氣隙或緩沖。然而，應當理解，該解決方案是麻煩的，并且不期望地需要圍繞復合材料部件提供額外的空間。

在其它現有系統中，將金屬或陶瓷保護涂層粘合到復合材料表面上，一些涂層與柵格結構形成為一體，以限制與復合材料表面的接觸，從而降低保護涂層和復合材料表面之間的導熱率。在又一系統中，通過熱噴涂將許多保護涂層施加到復合材料表面。這些熱保護系統依賴于保護涂層/屏蔽件與復合材料表面之間的粘合。然而，傳統上，碳纖維復合材料表面與各種現有的粘合涂層(通常是金屬的)之間的界面提供了不良的化學和機械結合。因此，熱保護涂層的分層在復合材料領域中(包括對于上述現有系統)是一個持續存在的問題。

因此，期望提供一種替代和/或改進的制造熱保護復合材料部件的方法。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種制造具有熱保護層的復合材料部件的方法，該方法包括以下步驟：

·提供復合材料部件，所述復合材料部件具有主纖維材料，并且具有在所述復合材料部件的用于高熱暴露的區域處覆蓋在所述主纖維材料上的替代纖維材料的底漆層，所述區域限定熱暴露區域；

·將金屬粘合層施加到所述熱暴露區域的所述底漆層，以在所述熱暴露區域處產生粘合表面；以及

·將陶瓷熱保護層施加到所述粘合表面，以使所述熱暴露區域絕熱和/或反射外部熱能，所述熱保護層具有比所述金屬粘合層高的熔點。