[发明专利]一种坠毁幸存存储器用隔热材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种坠毁幸存存储器用隔热材料的制备方法，先将多孔纤维与常温粘结剂、高温粘结剂加入水中制成浆料；再将浆料压滤成型后高温焙烧，冷却得多孔纤维骨架；在配制的铝硅复合溶胶中加入红外遮蔽剂及凝胶助剂分散均匀后和多孔纤维骨架复合均匀静置至凝胶形成；然后将纤维复合湿凝胶老化后进行超临界干燥，得到坠毁幸存存储器用隔热材料。本发明制备的隔热材料不仅具有良好的高温隔热性能，同时具有良好的强度和减振性能，特别适合用于坠毁幸存存储器的隔热防护，对于打破目前国内飞行器的坠毁幸存存储器长期依赖进口产品的局面以及坠毁幸存存储器用隔热材料的进口替代具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种坠毁幸存存储器用隔热材料及其制备方法，属于隔热材料领域。

背景技术

坠毁幸存存储器是飞行参数记录仪、语音记录仪上的数据存储、保存部件，俗称“黑匣子”，其功能主要是完整保存飞行参数记录仪或语音记录仪所记录的数据，用于飞行事故后对事故原因的分析。坠毁幸存存储器一般由记录介质、防护壳体和隔热材料组成。隔热材料一般填充在防护壳体和记录介质之间，以防止存储的数据在事故中损坏。所填充隔热材料必须能够满足事故幸存要求的TSO-124a标准所规定隔热要求，即经受温度为1100℃，60分钟的高温火烧，以及260℃、10小时的加热，内部温度小于125℃的苛刻要求。目前坠毁幸存存储器使用的隔热材料，其隔热性能大多只能达到TSO-124标准，即隔热材料在1100℃的高温火焰中的持续时间是40min，而非TSO-124a标准所规定1h。使用的隔热材料一般采用增强纤维、纳米粉、抗高温辐射填料以及树脂粘结剂等组成，然后采用耐高温密封胶灌封而成。对于低热导率贡献最大的纳米粉主要采用了氧化硅气凝胶。然而氧化硅气凝胶本身在800℃以上会发生相变，导致内部的纳米孔坍塌，结构致密化，导热系数急剧增大，例如常温下氧化硅气凝胶的导热系数为0.015~0.035W/m·K，而在1000℃导热系数则增大到0.08~0.12W/m·K，对降低热导率的贡献被极大的削弱了，其隔热材料仅可以在1100℃短时间内使用，难以达到TSO-124a规定的1h的标准要求。同时，1100℃高温下甚至引起了隔热材料中有机组分如树脂粘结剂及高熔点蜡等的燃烧，使得隔热防护失效。虽然目前对于航空航天飞行器的热防护材料研究很多，但仍未完全解决以上问题。

发明内容

本发明针对现有技术中隔热材料的高温隔热性能差以及高温热防护失效的技术缺陷，提供了一种高温隔热性能优异的坠毁幸存存储器用隔热材料及其制备方法。

本发明坠毁幸存存储器用隔热材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）多孔纤维骨架的制备：将清洗干净的多孔纤维与常温粘结剂、高温粘结剂加入多孔纤维体积10~100倍的水中，搅拌分散均匀形成浆料；再将浆料放入定型模具中压滤掉水分并预成型（压力为0.05~0.5MPa，保压0.5~2小时。），然后在1000~1200℃下焙烧0.5~2小时，冷却，即得多孔纤维骨架。

其中多孔纤维为莫来石纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维；多孔纤维直径应小于30um，长度小于2mm。多孔纤维的清洗：先用pH=2~6的酸溶液（盐酸、硫酸或硝酸的稀释水溶液）清洗以去除渣球及杂质，再用去离子水反复冲洗至中性。

常温粘结剂为聚丙烯酰胺、环氧树脂、淀粉等有机粘结剂的至少一种；优选聚丙烯酰胺或淀粉。常温粘结剂对多孔纤维骨架只提供暂时定型作用，在经过高温烧结后会被分解掉。

高温粘结剂为氮化硼、碳化硼。高温粘结剂会在高温熔融后对纤维骨架起到固定支撑作用。高温粘结剂粒度应小于10um。

多孔纤维与常温粘结剂、高温粘结剂的质量比为1:（0.05~0.3）:（0.05~0.3）。

多孔纤维骨架制备过程中可视需要加入分散助剂，例如十二烷基苯磺酸钠。