[發明專利]三維編織耐燒蝕復合材料板材及其制備方法

在審

• 申請號: 201810060550.0
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108081692A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 朱波;曹偉偉;喬琨;王永偉;高學平;趙圣堯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B32B7/12
• 分類號: B32B7/12;B32B27/18;B32B9/00;B32B9/04;B32B18/00;B32B27/42;B32B37/12;B32B37/14;B32B38/18;C09J161/06;C09J163/00
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 趙文成

1.一種三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，包括表面耐燒蝕層、中間剛性層和內部強度層，所述表面耐燒蝕層、中間剛性層和內部強度層均采用耐高溫填料改性的耐燒蝕樹脂基體粘合劑配合三維編織預制體織物結構組成。

2.根據權利要求1所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述表面耐燒蝕層中的三維編織預制體織物結構采用碳纖維混雜陶瓷纖維，其中：

該碳纖維采用T300、T700、T800、T1000、M40J或M60J；

該陶瓷纖維采用碳化硅纖維、氧化鋁纖維、碳化硼纖維或氮化硼纖維；

該三維編織預制體織物結構采用三維四向、三維五向、三維六向、三維七向或者2.5維結構進行制備。

3.根據權利要求1或2所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述表面耐燒蝕層中的耐燒蝕樹脂基體粘合劑的基體原料采用酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚醚醚酮樹脂或環氧樹脂，添加劑采用石墨粉體，所述石墨粉體在所述耐燒蝕樹脂中的添加比例為5％～20％。

4.根據權利要求1所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述中間剛性層中的三維編織預制體織物結構采用碳纖維混雜陶瓷纖維，其中：

該碳纖維采用T300、T700、T800、T1000、M40J或M60J；

該陶瓷纖維采用碳化硅纖維、氧化鋁纖維、碳化硼纖維或氮化硼纖維；

該三維編織預制體織物結構采用三維四向、三維五向、三維六向、三維七向或者2.5維結構進行制備。

5.根據權利要求1或4所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述中間剛性層中的耐燒蝕樹脂基體粘合劑的基體原料采用酚醛樹脂，添加劑采用耐高溫瀝青，所述耐高溫瀝青在所述耐燒蝕樹脂中的添加比例為5％-20％。

6.根據權利要求2或4所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述表面耐燒蝕層和中間剛性層中的碳纖維與陶瓷纖維的混雜比例均控制在1:1～4:1之間。

7.根據權利要求1所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述內部強度層中的三維編織預制體織物結構采用碳纖維，該碳纖維采用T300、T700、T800、T1000、M40J或M60J，該三維編織預制體織物結構采用三維四向、三維五向、三維六向、三維七向或者2.5維結構進行制備。

8.根據權利要求1或7所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材，其特征在于，所述內部強度層中的耐燒蝕樹脂基體粘合劑的基體原料采用酚醛樹脂，添加劑采用環氧樹脂，所述環氧樹脂在所述耐燒蝕樹脂中的添加比例為5％-20％。

9.一種權利要求1-8任一所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材的制備方法，其特征在于，采用分次真空導入固化成型的方式制備，包括：

步驟1：在基體板材上制備內部強度層，將三維編織預制體織物編織成型后利用真空導入浸漬改性耐燒蝕樹脂粘合劑后進行固化成型制備內部強度層；

步驟2：待固化完畢后，在內部強度層表面采用混雜纖維三維編織預制體織物編織成型中間剛性層，之后浸漬改性耐燒蝕樹脂基體粘合劑，經過熱固化之后形成中間剛性層；

步驟3：待熱固化完畢后，在中間剛性層表面制備最外層的表面耐燒蝕層，表面耐燒蝕層采用混雜纖維三維編織預制體織物浸漬改性耐燒蝕樹脂基體粘合劑，最終進行熱固化成型。

10.根據權利要求9所述的三維編織耐燒蝕復合材料板材的制備方法，其特征在于，分次真空導入熱固化成型的真空度均控制在-0.06到-0.1MPa之間，分次固化所用的固化時間控制在1h～4h之間，固化溫度控制在120℃～145℃之間。