[發明專利]一種隔熱復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110431367.9
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113354335A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 王彬
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: C04B26/12
• 分類號: C04B26/12;C04B26/20;C04B26/10;C04B38/08;D06M15/41;D06M11/79;D06M101/30
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙) 34126
• 代理人: 黃珍麗

本發明實施例涉及材料改性技術領域，具體公開了一種隔熱復合材料及其制備方法和應用，所述隔熱復合材料包括以下的原料：氣凝膠微米顆粒、膠黏樹脂、高硅氧材料。本發明實施例提供的隔熱復合材料通過多種原料的合理使用，相比于傳統方式中添加空心微球的方法與加入成孔劑的方法來降低材料密度和熱導率，所述隔熱復合材料的性能和工藝優勢顯著，有效降低了材料的密度和熱導率，解決了現有高硅氧纖維增強酚醛樹脂基復合材料大多存在無法有效降低密度和熱導率的問題。而且，本發明實施例提供的隔熱復合材料的制備方法簡單，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明實施例涉及材料改性技術領域，具體是一種隔熱復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著科技的不斷發展，在航天彈箭熱防護領域領域對于隔熱材料有著較高的需求量。其中，高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料，由于制備工藝簡單、熱防護性能突出，是航天彈箭熱防護領域的主要熱防護材料之一，具有著廣泛的應用前景。

目前，為了滿足輕量化要求，現有的高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料常用的降低密度和熱導率的方式包括：向酚醛樹脂基體中添加低密度填料(各種空心微球，例如玻璃空心微球、酚醛空心微球、碳空心微球等)以及向酚醛樹脂中加入成孔劑，通過提高復合材料內部孔隙率，來降低復合材料的密度和熱導率。

但是，添加各種空心微球的方法，由于高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料在成型過程中需要經歷高壓固化過程，加入的各種空心微球，會在壓力作用下出現破壞，導致其降低密度和熱導率效果減弱，因此無法有效降低復合材料的密度和熱導率。而向酚醛樹脂中加入成孔劑的方法，由于成孔劑作用條件控制難度大，使得復合材料的成型過程復雜，導致復合材料構件制造合格率降低，因此，在實際生產中無法作為有效降低復合材料的密度和熱導率的手段。因此，以上技術方案在實際使用時存在以下不足：現有高硅氧纖維增強酚醛樹脂基復合材料大多存在無法有效降低密度和熱導率的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種隔熱復合材料，以解決上述背景技術中提出的現有高硅氧纖維增強酚醛樹脂基復合材料大多存在無法有效降低密度和熱導率的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種隔熱復合材料，包括以下的原料：氣凝膠微米顆粒、膠黏樹脂、高硅氧材料；其中，所述高硅氧材料是高硅氧纖維和/或高硅氧纖維織物；所述氣凝膠微米顆粒的粒徑是10-20μm(微米)。

需要說明的是，目前，不斷降低復合材料的密度和熱導率，提高熱防護構件的輕量化水平，是高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料發展中不懈追求的目標，高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料常用的降低密度和熱導率的方式包括：向酚醛樹脂基體中添加各種空心微球以及向酚醛樹脂中加入成孔劑。其中，空心玻璃微球、酚醛空心微球、碳空心微球等，類似于蛋殼的薄殼結構，力學強度低。由于高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料在成型過程中需要經歷高壓固化過程，加入的各種空心微球會在壓力作用下出現破壞，樹脂填充微球內部空洞，導致其降低密度和熱導率效果減弱。另外，向酚醛樹脂中加入成孔劑的方法，由于成孔劑作用條件控制難度大，使得復合材料的成型過程復雜，導致復合材料構件制造合格率降低，實際生產中應用難度大。

因此，在實際生產中，現有的降低高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料密度和熱導率的方式，在現有的復合材料成型工藝下的適用性較差，給復合材料成型過程帶來更多復雜性，亟需尋找更加有效的、工藝適應性更好的降低復合材料密度和熱導率的技術手段。本發明實施例通過充分利用氣凝膠微米顆粒的結構和性能優勢，將其添加到高硅氧纖維增強酚醛樹脂基隔熱復合材料中來降低復合材料的密度和熱導率，可以使復合材料密度降低5％以上，熱導率降低10％以上，提高了隔熱效率，而且復合材料的各項力學性能沒有明顯下降。

作為本發明實施例進一步的方案：所述膠黏樹脂采用耐高溫樹脂，具體是酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等中的任意一種或多種。