[发明专利]一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料包括至少一层抗氧化的连续陶瓷纤维；所述复合材料以抗氧化的连续陶瓷纤维为增强体，以碳基树脂为基体，以陶瓷粉体为填料；所述陶瓷粉体由支撑性填料、熔融性填料和反应性填料混合而成；所述复合材料的密度为1.76～1.93g/cm³；所述复合材料中，抗氧化的连续陶瓷纤维、碳基树脂和陶瓷粉体的体积分数分别为：32.1～39.8％，27.3～34.8％，30.4～34.6％；

所述抗氧化的连续陶瓷纤维为氧化铝纤维和碳化硅纤维中的至少一种；

所述碳基树脂为改性酚醛树脂、酚醛型氰酸酯树脂和芳基乙炔树脂中的至少一种；

所述陶瓷粉体中支撑性填料、熔融性填料和反应性填料质量分数比为(30～60):(15～30):(25～40)；

所述支撑性填料为硼化锆、硼化铪、碳化硅、氮化硅和氧化铝中的至少一种；

所述熔融性填料为高硼硅玻璃粉和莫来石粉中的至少一种；

所述反应性填料为碳化硼和硅化钼中的至少一种。

2.一种如权利要求1所述的耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别将反应性填料和支撑性填料分散于碱溶液中处理，抽滤，烘干；

将熔融性填料分散于纯有机溶剂中，加入偶联剂，搅拌、抽滤、烘干；

S2：按质量比(30～60):(15～30):(25～40)将步骤S1处理后的支撑性填料、熔融性填料和反应性填料混合得到陶瓷粉体；

之后将陶瓷粉体加入碳基树脂溶液中，搅拌均匀制得浆料；

S3：将抗氧化的连续陶瓷纤维布剪裁；

S4：将步骤S3得到的纤维布涂刷或浸渍步骤S2制得的浆料，纤维布叠层；

S5：将步骤S4所得的叠层纤维布装模、固化成型和脱模，获得耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料。

3.如权利要求2所述的一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，

所述碱溶液为NaOH质量分数10wt.％的NaOH水溶液；

所述碱溶液中处理的时间为1h；

所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇和丙酮中的一种；

所述偶联剂为硅烷偶联剂；

所述搅拌的时间为1h，转速为150r/min；

所述抽滤为用蒸馏水或去离子水抽滤清洗至滤液为中性；

所述烘干的温度为120～150℃。

4.如权利要求3所述的一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的加入量为熔融性填料质量的2wt.％。

5.如权利要求2所述的一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，

所述碳基树脂溶液中碳基树脂的质量分数为40～70wt.％；

所述陶瓷粉体与所述碳基树脂的质量比1:1。

6.如权利要求2所述的一种耐高温、抗氧化可陶瓷化树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中，

所述固化成型采用热压交联固化；所述热压交联固化为在2MPa压力下分段固化：第一阶段80℃下保温2h，第二阶段200℃下保温2h，第三阶段180℃下保温2h。