[發明專利]一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710467697.7
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107189339B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 姜德川;袁森;胡恂業;毛居利;張海東;賈洪旭
• 申請（專利權）人: 山東北方現代化學工業有限公司
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08L61/14;C08K13/04;C08K7/14;C08K5/098;C08K3/36;C08K3/38;C08K3/22;C08G8/28
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 曲洋

本發明公開了一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料，涉及耐熱復合材料技術領域，該復合材料以重量份計，包括以下原料：氨酚醛樹脂，玻璃纖維，超細氫氧化鋁，云母，碳化硅，硅烷偶聯劑，硬脂酸鈣和氮化硅等，本發明的復合材料成型工藝性好，成型件的表面平整光滑，成型件生產加工效率高，產品綜合良品率高；用該材料制備的人工影響天氣火箭彈部件具有優良的耐熱、抗燒蝕性能，能夠滿足火箭彈發動機零部件耐熱、抗燒蝕性能要求；本發明的超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料的制備方法，使用通用工業設備即可完成，對設備的復雜程度要求低，易于操作，工藝穩定，生產效率高，適合大規模的工業生產。

技術領域

本發明涉及耐熱復合材料技術領域，具體說是一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料及其制備方法。

背景技術

目前人工影響天氣用火箭彈發動機部件多使用工程塑料或玻璃纖維增強酚醛復合材料，使用中存在以下幾個問題：

⑴材料耐熱性不高，火箭彈飛行過程中發動機由于受熱剛強度下降，引起發動機故障或失效，造成掉彈問題，導致火箭彈失效及其他安全隱患；

⑵火箭發動機成型件耐燒蝕性不好，發動機工作過程中噴喉、喉襯體等部件由于抗燒蝕性不足引起失效，造成火箭彈飛行距離達不到要求，影響火箭彈效能發揮，降低人工影響天氣效率。

因此人工影響天氣火箭彈用耐熱、抗燒蝕復合材料亟待研究。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料及其制備方法。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料，以重量份計，包括以下原料：氨酚醛樹脂35~50份，玻璃纖維45~55份，超細氫氧化鋁8~15份，云母3~10份，碳化硅1~5份，硅烷偶聯劑0.5~1.5份，硬脂酸鈣0.5~1.0份，乙醇15~20份，硼酸鋅3~5份，白炭黑3~5份，微硅粉5~7份和氮化硅2~3份。

優選的，還包括聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂5~10份；

所述聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂按照以下步驟制備得到：

①將苯酚和多聚甲醛加入反應釜中，在攪拌下升溫至50℃，向其中加入氫氧化鈉，在65~70℃下反應4~6小時，得到反應液，將所得反應液冷卻至20℃以下，加入鹽酸調節至pH為7~8，得到酚醛樹脂；其中苯酚、多聚甲醛和氫氧化鈉的質量比為10~15：30~40：1~2；

②將步驟①所得酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛和氰尿酸加入反應釜中，攪拌混合，然后向其中滴加催化劑鈦酸丁酯，然后在80~90℃下反應1~3小時，然后減壓蒸餾除去水和小分子的物質，得到聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂；其中步驟①所得酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、氰尿酸和鈦酸丁酯的質量比為40~50：10~15：5~10：0.1~0.5。

優選的，氨酚醛樹脂的粘度為100~160mPa·s。

優選的，硅烷偶聯劑為KH550或KH560。

優選的，超細氫氧化鋁、云母和碳化硅的平均粒徑為15~20微米。

進一步優選的，以重量份計，由以下原料組成：氨酚醛樹脂40份，玻璃纖維50份，超細氫氧化鋁10份，云母8份，碳化硅3份，硅烷偶聯劑1.0份，硬脂酸鈣18份，乙醇0.8份，硼酸鋅4份，白炭黑4份，微硅粉6份，氮化硅2.5份和聚乙烯醇縮醛改性酚醛樹脂8份。

本發明還包括一種超細碳化硅高硅氧纖維增強酚醛耐熱復合材料的制備方法，包括以下步驟：