[发明专利]一种耐高温隔热复合材料的制备方法

说明书

一种耐高温隔热复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。本发明的目的是为了实现高蒙脱土填充的同时、提高材料的机械性能，所述方法为：将蒙脱土放在NaCl溶液中，油浴搅拌处理，除去Cl^‑，烘干；加入有机聚合物，混合均匀，加入乙酸乙酯，在常温下搅拌30min，去除乙酸乙酯挥发掉，得到有机杂化蒙脱土；将磷酸盐树脂与金属氧化物按照1：1的质量比混合，研制出磷酸盐胶黏剂，加入到制备好的有机杂化蒙脱土中，混合均匀放进模具中，压制成圆柱形样品；将成型的材料进行阶梯状的温度固化即可。本方法用来制备一种磷酸盐、耐高温聚合物共同杂化的有机‑无机杂化蒙脱土复合材料使其具有一定的强度和形变能力。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温隔热复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，我国航空航天事业取得了飞速的发展，在航天飞机与空气之间的摩擦会产生气动加热的现象，使得飞行器表面会极速上升到很高的温度，以航天飞机为例，航天飞机的机头锥帽、机翼前缘部位、测背风面区域、迎风面部位的峰值温度最高分别可以达到1600℃、1260℃、500℃以及500-1200℃。由于温度的上升所以对于航天器所选用的材料提出了更高的耐高温和隔热方面的需求。并且随着飞行高度的增加对于材料的力学性能以及抗压能力也有一定的要求。保温隔热材料可以分为有机材料和无机材料，它们分别有各自的优缺点，无机保温隔热材料具有防火阻燃性能好的优点，但是存在着导热系数偏大、保温效果稍差的缺点，目前市场上应用较多的主要有：粘土、矿棉、硅酸钙等；有机保温隔热材料导热系数小、保温效果好，包括聚氨酯、有机硅树脂等，但是有机材料易发生燃烧的缺点导致其单独使用受到限制，所以为了使材料具有更加优异的性能，科研人员对有机聚合物和无机材料制备的复合材料进行了研究。

蒙脱土(Al，Mg)₂(SiO₁₀)(OH)₂·n H₂O是自然界存在的层状硅铝酸盐矿物，层状结构主要由四面体(Si-O)-八面体(Mg-O、Al-O)-四面体(Si-O)这样的三层结构组成。蒙脱土具有较高的吸水能力是由于在蒙脱土的片层上带有负电荷为了对负电荷起到综合的作用在蒙脱土片层中存在大量的金属阳离子，这些金属阳离子的存在使蒙脱土具有较强的阳离子交换能力。蒙脱土具有低密度、低热导率、相对较高的熔点、一定的韧性，并具有化学惰性、耐用性和对环境安全的特性。蒙脱土作为一种轻质多孔材料具有优越的隔热性能，具有的高温稳定性使其具有抵抗高温差的能力，从而成为了高温环境的隔热层材料。

磷酸盐树脂是由磷酸或浓磷酸配制的大分子量的无机盐树脂，磷酸盐树脂与固化剂(常用的有金属氧化物、氢氧化物、金属盐类)会在常温下发生交联反应形成网状结构磷酸盐胶粘剂。磷酸盐胶黏剂具有粘接强度高、耐高温、化学性质稳定、无毒的优点，在很多方面得到广泛的应用。目前有机聚合物材料的应用越来越广泛，众所周知大部分聚合物都存在高温下易燃、不耐热的缺陷，所以对聚合物材料进行改性研究以实现聚合物材料的耐高温特性，市场上耐高温聚合物材料应用较多的是有机硅材料以及酚醛树脂材料他们都具有良好的耐高温特性，受到了广泛的应用。