[發(fā)明專利]一種耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113306173A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳瑞;陳樹;陳士年
• 申請（專利權）人: 蚌埠市天宇高溫樹脂材料有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29B15/14;C08L61/06;C08K7/10;C08J5/04
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 李金標

本發(fā)明公開了一種耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料及其制備方法，涉及一種復合材料生產技術。包括如下步驟：(1)制備硼酚醛樹脂溶液；(2)制備高硅氧布/硼酚醛樹脂預浸布；(3)利用油壓機，通過一定的壓制工藝，把上述高硅氧布/硼酚醛樹脂預浸布制備出高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料。本方案制備的耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料，在不添加任何阻燃劑的前提下，氧指數(shù)極高，耐燒蝕防熱性能優(yōu)良、發(fā)煙率低、阻燃且低毒。

技術領域

本發(fā)明涉及一種復合材料生產技術領域，具體涉及一種耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料及其制備方法。

背景技術

防熱復合材料是先進熱防護系統(tǒng)設計研制的關鍵材料，在新型動力系統(tǒng)和再入式飛行器、空間探測飛行器、臨近空間飛行器、重復使用運載飛行器中具有不可低估的作用，其性能與可靠性是相關動力系統(tǒng)和飛行器先進性和可靠性的決定因素之一，在熱防護系統(tǒng)中，防熱復合材料發(fā)揮隔熱、維形、承載乃至透波、抗毀傷、信號特征抑制等功能。耐燒蝕防熱是最為常用的防熱技術之一，它是利用材料的分解、解聚、熔化、蒸發(fā)、氣化乃至離子化等化學和物理過程移走大量的熱，以達到防熱的目的，這是一種以消耗物質來換取防熱效果的積極防熱方式。

傳統(tǒng)的耐燒蝕防熱復合材料主要采用酚醛類或者改性酚醛樹脂作為基體樹脂，增強材料常用有石棉纖維、高硅氧布纖維和碳纖維及其織物，這種方法制得的材料要通過添加阻燃劑來改變材料的阻燃性能。這種材料的缺點是密度過高，延伸率很低，毒性大，發(fā)煙率高。

近年來發(fā)生的火災事故中，煙和毒性氣體的放出是人員傷亡的主要原因。因此，人們更加注重開發(fā)研究阻燃、少煙、低毒的聚合物產品，阻燃和燃燒速度成為考核材料的關鍵性能指標。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種新型耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料的制備方法，首先制備出硼酚醛樹脂溶液，硼酚醛樹脂中有B-O鍵，鍵能遠高于C-C鍵，且體系中的游離酚羥基減少了，這就使得硼酚醛樹脂的熱分解溫度比普通酚醛樹脂高100℃～140℃。作為基體材料，硼酚醛樹脂比普通酚醛樹脂具有更好的耐燒蝕性、耐熱性和力學性能。將硼酚醛樹脂溶液中添加納米碳粉、偶聯(lián)劑和油酸，制備成膠液，膠液中含有分布均勻的硼酚醛樹脂。把除濕后的高硅氧布浸漬在膠液中，膠液能滲透到高硅氧布中。高硅氧布作為增強材料，其氧化硅含量96–98％，連續(xù)耐溫1000℃，短暫耐溫1400℃，高硅氧布能增強基體硼酚醛樹脂的耐燒蝕性能、防熱性能以及力學性能。把浸有膠液的高硅氧布烘干，放入到油壓機的模具內進行預壓保溫，得到高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料。預壓的目的是使高硅氧布和硼酚醛樹脂分子間結合的更為緊密，高硅氧布表面形成致密緊實的樹脂保護膜，在燒蝕過程中能阻擋高溫，同時在材料流失的過程中能帶走熱量，因此兩者間更好的起到協(xié)同增強效應，實現(xiàn)制備出耐燒蝕防熱性能優(yōu)良、發(fā)煙率低、阻燃、低毒的復合材料的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案是一種新型耐燒蝕防熱高硅氧布/硼酚醛樹脂基復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)硼酚醛樹脂溶液的制備；

(2)高硅氧布/硼酚醛樹脂預浸布的制備；

(3)利用油壓機，通過一定的壓制工藝，把上述高硅氧布/硼酚醛樹脂預浸布制備出高硅氧布/硼酚醛防熱復合材料。

為了便于理解和實現(xiàn)本發(fā)明，以下對高硅氧布/硼酚醛防熱復合材料的制備方法和步驟進行分述。

步驟(1)中硼酚醛樹脂溶液的制備方法為：將硼酚醛樹脂用粉末粉碎機進行粉碎，溶解到有機溶劑中，得到硼酚醛樹脂溶液；

優(yōu)選的，所述有機溶劑為無水乙醇、乙酸乙酯、丙酮、碳酸二甲酯中的任一種或一種以上的混合物。

優(yōu)選的，硼酚醛樹脂和有機溶劑質量比為1：(1.22-1.86)。