[發明專利]一種抗高溫氧化保護膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011206588.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112391029B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 許孔力;許學偉;夏雨;李麗英;李崢;謝永旺
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C08L61/06
• 分類號: C08L61/06;C08K3/40;C08K3/34;C08K7/14;C08K7/00;C08J5/24;C08J5/18
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本發明提出一種抗高溫氧化保護膜及其制備方法，由樹脂體系和低熔點纖維織物組成，樹脂體系包括酚醛樹脂、低熔點無機填料和片層無機物。本發明采用特殊體系，樹脂體系(酚醛樹脂、低熔點無機填料、片層無機物)各組份間相互協同，并與低熔點纖維織物結合，不僅將樹脂基復合材料中短時使用溫度提升50～100℃以上，同時大幅提升樹脂基復合材料高溫抗氧化性能，極大地拓展樹脂基復合材料的應用領域，使其滿足未來武器型號的發展需求。

技術領域

本發明涉及一種抗高溫氧化保護膜及其制備方法，屬于熱防護技術領域。

背景技術

樹脂基復合材料作為一種新型的耐高溫樹脂基復合材料，近些年在超聲速/高超聲速武器方面應用日益廣泛。與金屬相比，樹脂基復合材料尤其是高溫復合材料具有以下明顯優勢：(1)密度低，約為鈦合金密度的1/3；(2)耐高溫，如聚酰亞胺玻璃化溫度高達500℃，長期使用溫度可達400℃以上；(3)比強度、比模量高；(4)制備周期較短，生產效率高，批量化工程應用優勢較大。同樣結構，采用樹脂基復合材料，預計可減重30％以上，可顯著提升武器裝備作戰性能,因此可以預計樹脂基復合材料將在未來武器裝備上起到關鍵作用。

但是由于在400℃以上的高溫環境下，空氣的氧化作用非常強，基體樹脂的化學結構及所使用的增強纖維都會受到很大影響，目前國內外耐溫等級最高的樹脂基復合材料長期應用溫度上限也僅450℃，在面對未來武器裝備日益提升的熱環境需求時不免力不從心。

由于聚合物材料分子鏈基礎鍵能有限，提升樹脂基復合材料本身高溫抗氧化性能非常困難。如果可以將樹脂基結構復合材料的中短時耐溫等級提升100℃，同時阻隔高溫氧化效應，可以極大地提升樹脂基結構材料的高溫應用領域與范圍。目前想要提升材料的高溫抗氧化性能，只能通過增加熱防護的方案，但是常見的涂層方案與樹脂基復合材料表面結合力差容易脫落，且成型周期過長；而樹脂基燒蝕方案又過于厚重影響總重。因此亟需一種可以快速成型的抗高溫氧化保護膜及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供了一種能大幅提高樹脂基復合材料耐高溫氧化性能的抗高溫氧化保護膜及其制備方法。

本發明的技術解決方案：一種抗高溫氧化保護膜，由樹脂體系和低熔點纖維織物組成，樹脂體系包括酚醛樹脂、低熔點無機填料和片層無機物，各組份質量份數如下，

一種抗高溫氧化保護膜的制備方法，通過以下步驟實現：

第一步，按比例稱取酚醛樹脂、低熔點無機填料和片層無機物，將低熔點無機填料和片層無機物添加到酚醛樹脂中混合均勻得到樹脂基體；

第二步，將混合均勻的樹脂基體通過熱熔法涂覆成膜，并在一定溫度下與低熔點纖維織物覆合，得到樹脂/低熔點纖維織物復合物；

第三步，將第二步得到的樹脂/低熔點纖維織物復合物，鋪覆在需要進行高溫抗氧化保護的材料表面，加熱固化，得到抗高溫氧化保護膜。

本發明與現有技術相比的有益效果：

(1)本發明采用特殊體系，樹脂體系(酚醛樹脂、低熔點無機填料、片層無機物)各組份間相互協同，并與低熔點纖維織物結合，不僅將樹脂基復合材料中短時使用溫度提升50～100℃以上，同時大幅提升樹脂基復合材料高溫抗氧化性能，極大地拓展樹脂基復合材料的應用領域，使其滿足未來武器型號的發展需求；

(2)本發明采用特殊比例制備得到的抗高溫氧化保護膜，具有中溫、快速固化的優點，而熱障涂層材料固化時間2天～一個月不等，本發明通過紅外燈烘烤或者烘箱等加熱即可實現快速成型，且與樹脂基復合材料體系結合力顯著強于無機體系的熱障涂層；