[发明专利]一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法

说明书

本发明涉及一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法。所述成型方法包括装模的步骤、注胶的步骤和固化的步骤；在注胶的步骤中，采用变压力注胶法进行注胶；所述变压力注胶法包括：(ⅰ)对模具进行抽真空，真空度不低于‑0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和(ⅱ)打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa‑0.05MPa，每5min增加0.01MPa‑0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。本发明提供的成型方法将注胶压力控制在0.1MPa以下，并使用变压力注胶方法，避免预制体在注胶压力的急剧增大下出现高度上的滑移进而出现横向褶皱。

技术领域

本发明涉及热防护材料技术领域，尤其涉及一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法。

背景技术

热防护技术是保证航天器在上升段和再入段的外部加热环境下不至于发生过热和烧毁的一项关键技术。热防护的目的是设计吸收或耗散气动加热，实现热防护关键技术是各种防热结构和材料的选用。根据热防护材料的刚柔性可以把热防护材料分为纺织刚性热防护材料和纺织柔性热防护材料。纺织刚性热防护材料主要是指用作各种在高温条件下工作的结构件与非结构件热防护层的高性能纤维材料或与高性能树脂组合而形成的纤维复合材料。由于纺织刚性热防护材料更多情况下的使用场合温度高于纺织柔性热防护材料，因此纺织刚性热防护材料已在航空航天、电子电气、冶金、消防等方面得到广泛的应用。

传统方法一般是将热防护材料(包括纺织刚性热防护材料)分块成型，然后再将分块成型得到的材料一一地粘接在金属舱体表面相应位置从而在金属舱体表面复合上热防护材料。但是分块成型方法存在工序长，加工复杂繁琐额问题，并且零部件级粘接后，产品表面会存在拼接缝隙，使用时存在风险。因此，热防护材料一体化整体成型已成为产品设计的趋势，一体化整体成型的热防护产品不仅可以提高产品的整体性和可靠性，并且简化了生产工序，提高了生产效率。

一体化整体成型工艺一般是利用树脂传递模塑工艺((Resin TransferMoulding，RTM)完成的，将树脂注入到闭合模具中浸润纤维预制体，经固化得到复合材料产品。树脂传递模塑工艺是一种闭模成型技术，具有成型后的产品外观质量好、可整体成型、低成本等特性。目前，树脂传递模塑工艺已经成为制备纺织刚性热防护材料的最为常见的一体化成型方法之一。

但是，申请人研发团队在利用树脂传递模塑工艺来制备一体化的热防护材料时发现了一些新问题。围绕发现的新问题，研发团队开展了研究。

基于所获得的研究成果，申请人提出了本申请。

发明内容

申请人研发团队在利用树脂传递模塑工艺来制备一体化的热防护材料时发现：当纤维预制体的密度较大时，制得的热防护材料的密度也较大(其它条件都相同，纤维预制体密度为唯一变量的情况下)，不符合热防护材料轻量化要求，因此，为了满足轻量化要求，当申请人研发团队采用密度较小的纤维预制体制备热防护材料时，利用现有的树脂传递模塑工艺一体化成型时所获得的复合材料的外观质量下降，尤其是端面容易变形，另外，复合材料也容易出现横向褶皱，这些问题都会对复合材料的性能有所影响。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种纺织刚性热防护材料的RTM成型方法，包括装模的步骤、注胶的步骤和固化的步骤，在注胶的步骤中，采用变压力注胶法进行注胶；所述变压力注胶法包括：(ⅰ)对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和(ⅱ)打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa-0.05MPa，每5min增加0.01MPa-0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。

优选地，在装模的步骤中，所用的纤维预制体为密度为0.25g/cm³-0.45g/cm³的纤维预制体。

优选地，所述纤维预制体的内表面衬有平纹纤维布；和