[发明专利]一种高弹耐烧蚀隔热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子复合材料制备技术领域，且公开了一种高弹耐烧蚀隔热材料，包括以下重量份的原料：硼酚醛树脂50～60份、填料20～40份、空心玻璃微球80～100份、丙烯腈碳纤维5～10份、丙酮20～30份、环氧有机硅树脂30～50份、助剂5～15份、去离子水10～30份和溶剂20～25份；环氧有机硅树脂由以下方法制得：将50～80重量份的含环氧环己烷基团的环四硅氧烷、90～150重量份的甲基苯基环硅氧烷和15～40重量份的封端剂加入到反应容器中，连接好抽真空除水装置，使真空度在‑0.090MPa下，进行加热搅拌。该高弹耐烧蚀隔热材料，不仅具备良好的耐烧蚀隔热性，同时具备高弹性，很好的解决了碳化型材料高弹性与耐烧蚀隔热性不能兼得的矛盾。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料制备技术领域，具体为一种高弹耐烧蚀隔热材料及其制备方法。

背景技术

作为热屏蔽材料，一般在热流作用下，材料本身能发生分解、熔化、蒸发、升华等多种吸热的物理化学变化，凭借材料自身质量消耗带走大量热量，从而阻止热传导到需要保护的材料中。通常按照所使用材料的主要作用机制，热屏蔽材料可以分为三种类型，即升华型，熔化型和碳化型。升华型材料在高温下升华带走大量的热，具有较好的抗烧蚀性能，但是隔热性能较差而且成本较高，限制了其广泛使用。熔化型材料高温吸热熔化后形成SiO2的液态膜具有抗高速气流冲刷能力，不过这类材料较脆，工艺性能差，不适合成型大面积材料。纤维增强树脂复合材料属于碳化型烧蚀材料。它是以纤维或布作为增强材料，以树脂为基体制成复合材料。此类材料主要利用高分子材料在高温下碳化吸收热量，并进一步利用其形成的碳化层辐射散热。这三类材料中，以碳化型烧蚀材料应用最多。

现有技术中，碳化型烧蚀材料虽然具备一定的耐烧蚀隔热性能，但是其弹性较差，满足不了人们对材料的更高要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高弹耐烧蚀隔热材料及其制备方法，具备高弹性和耐烧蚀隔热的优点，解决了现有技术中，碳化型材料高弹性与耐烧蚀隔热性不能兼得的矛盾问题。

(二)技术方案

为实现高弹性和耐烧蚀隔热的目的，本发明提供如下技术方案：一种高弹耐烧蚀隔热材料，包括以下重量份的原料：

硼酚醛树脂50～60份、填料20～40份、空心玻璃微球80～100份、丙烯腈碳纤维5～10份、丙酮20～30份、环氧有机硅树脂30～50份、助剂5～15份、去离子水10～30份和溶剂20～25份；

所述环氧有机硅树脂由以下方法制得：将50～80重量份的含环氧环己烷基团的环四硅氧烷、90～150重量份的甲基苯基环硅氧烷和15～40重量份的封端剂加入到反应容器中，连接好抽真空除水装置，使真空度在-0.090MPa下，进行加热搅拌，升温至设定的初始温度30～40℃，除水0.1～0.5h，加入1～4重量份的催化剂，随后升温至90℃～100℃，反应4～8h，反应结束后再升温到120～160℃，反应混合物在此温度下分解催化剂，用pH试纸检测尾气的pH值为6.9～7.1时，经减压蒸馏除去未反应的原料，即得环氧有机硅树脂。

优选的，所述催化剂为四甲基氢氧化铵硅醇盐。

优选的，所述封端剂为六甲基二硅氧烷。

优选的，所述的填料为空心氢氧化铝。

优选的，所述空心玻璃微球的粒径为200～300um。

优选的，所述助剂为二甲苯。

优选的，所述溶剂为醋酸丁酯。

一种高弹耐烧蚀隔热材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将硼酚醛树脂粉碎后加入容器中，然后加入丙酮和溶剂混合溶解，得到树脂混合溶液；