[发明专利]一种抗高温氧化保护膜及其制备方法

说明书

本发明提出一种抗高温氧化保护膜及其制备方法，由树脂体系和低熔点纤维织物组成，树脂体系包括酚醛树脂、低熔点无机填料和片层无机物。本发明采用特殊体系，树脂体系(酚醛树脂、低熔点无机填料、片层无机物)各组份间相互协同，并与低熔点纤维织物结合，不仅将树脂基复合材料中短时使用温度提升50～100℃以上，同时大幅提升树脂基复合材料高温抗氧化性能，极大地拓展树脂基复合材料的应用领域，使其满足未来武器型号的发展需求。

技术领域

本发明涉及一种抗高温氧化保护膜及其制备方法，属于热防护技术领域。

背景技术

树脂基复合材料作为一种新型的耐高温树脂基复合材料，近些年在超声速/高超声速武器方面应用日益广泛。与金属相比，树脂基复合材料尤其是高温复合材料具有以下明显优势：(1)密度低，约为钛合金密度的1/3；(2)耐高温，如聚酰亚胺玻璃化温度高达500℃，长期使用温度可达400℃以上；(3)比强度、比模量高；(4)制备周期较短，生产效率高，批量化工程应用优势较大。同样结构，采用树脂基复合材料，预计可减重30％以上，可显著提升武器装备作战性能,因此可以预计树脂基复合材料将在未来武器装备上起到关键作用。

但是由于在400℃以上的高温环境下，空气的氧化作用非常强，基体树脂的化学结构及所使用的增强纤维都会受到很大影响，目前国内外耐温等级最高的树脂基复合材料长期应用温度上限也仅450℃，在面对未来武器装备日益提升的热环境需求时不免力不从心。

由于聚合物材料分子链基础键能有限，提升树脂基复合材料本身高温抗氧化性能非常困难。如果可以将树脂基结构复合材料的中短时耐温等级提升100℃，同时阻隔高温氧化效应，可以极大地提升树脂基结构材料的高温应用领域与范围。目前想要提升材料的高温抗氧化性能，只能通过增加热防护的方案，但是常见的涂层方案与树脂基复合材料表面结合力差容易脱落，且成型周期过长；而树脂基烧蚀方案又过于厚重影响总重。因此亟需一种可以快速成型的抗高温氧化保护膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种能大幅提高树脂基复合材料耐高温氧化性能的抗高温氧化保护膜及其制备方法。

本发明的技术解决方案：一种抗高温氧化保护膜，由树脂体系和低熔点纤维织物组成，树脂体系包括酚醛树脂、低熔点无机填料和片层无机物，各组份质量份数如下，

一种抗高温氧化保护膜的制备方法，通过以下步骤实现：

第一步，按比例称取酚醛树脂、低熔点无机填料和片层无机物，将低熔点无机填料和片层无机物添加到酚醛树脂中混合均匀得到树脂基体；

第二步，将混合均匀的树脂基体通过热熔法涂覆成膜，并在一定温度下与低熔点纤维织物覆合，得到树脂/低熔点纤维织物复合物；

第三步，将第二步得到的树脂/低熔点纤维织物复合物，铺覆在需要进行高温抗氧化保护的材料表面，加热固化，得到抗高温氧化保护膜。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)本发明采用特殊体系，树脂体系(酚醛树脂、低熔点无机填料、片层无机物)各组份间相互协同，并与低熔点纤维织物结合，不仅将树脂基复合材料中短时使用温度提升50～100℃以上，同时大幅提升树脂基复合材料高温抗氧化性能，极大地拓展树脂基复合材料的应用领域，使其满足未来武器型号的发展需求；

(2)本发明采用特殊比例制备得到的抗高温氧化保护膜，具有中温、快速固化的优点，而热障涂层材料固化时间2天～一个月不等，本发明通过红外灯烘烤或者烘箱等加热即可实现快速成型，且与树脂基复合材料体系结合力显著强于无机体系的热障涂层；