[发明专利]一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料，其特征在于，该复合材料由纤维编织体和填充在纤维编织体内的TiO₂陶瓷、SiOC和酚醛树脂组成，所述复合材料中纤维编织体的质量分数为20％～80％，TiO₂陶瓷的质量分数为2％～10％，SiOC的质量分数为2％～10％，酚醛树脂的质量分数为8％～68％，所述复合材料的密度为0.30g/cm³～0.90g/cm³。

2.如权利要求1所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法按以下步骤进行：

步骤一、含TiO₂编织体的制备：将无水乙醇、去离子水、钛酸丁酯、冰醋酸溶液混合，然后添加酸性溶剂调节PH值为4～6，搅拌至混合均匀，得到遮光剂前驱体溶液，再采用常压浸渍法或真空浸渍法，将纤维编织体浸渍在遮光剂前驱体溶液中20min～40min，取出纤维编织体后先于30～40℃下对纤维编织体进行老化，再在惰性气体保护下升温至450～550℃并在该温度下煅烧1.5h～2.5h，得到含TiO₂编织体；

步骤二、含SiOC编织体的制备：将有机硅烷混合物、氨水与溶剂混合均匀，得到SiOC前驱体溶液，然后采用常压浸渍法或真空浸渍法，将含TiO₂编织体浸渍在SiOC前驱体溶液中，取出纤维编织体后先在70～90℃下固化，然后用无水乙醇浸泡3次，再在80～100℃下干燥，得到含SiOC编织体；

步骤三、轻质耐烧蚀编织体的制备：将酚醛树脂、固化剂与溶剂混合均匀，得到酚醛树脂溶液，然后采用常压浸渍法或真空浸渍法，将含SiOC编织体浸渍在酚醛树脂溶液中，取出纤维编织体后先在80～100℃下进行溶胶凝胶，再立即在150～180℃下老化5h～30h；

步骤四、溶剂替换与干燥：将步骤三得到的编织体浸没于无水乙醇中，每24h更换一次无水乙醇，更换3～5次，在170～190℃下进行真空干燥，得到添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述无水乙醇、去离子水、钛酸丁酯、冰醋酸溶液的质量比为(18～22)：(1～2)：(2～4)：1。

4.根据权利要求2所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述酸性溶剂为冰醋酸或浓盐酸。

5.根据权利要求2所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述纤维编织体为碳纤维编织体；所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维、黏胶基碳纤维或沥青基碳纤维；步骤一中所述纤维编织体的结构为连续碳纤维针刺结构、网胎结构、2.5D编织结构或三维编织结构；步骤一中所述的纤维编织体为任意铺层方式，密度为0.15g/cm³～0.50g/cm³，厚度为10mm～30mm，单丝直径为6μm～7μm，针刺密度为15针/cm²～20针/cm²。

6.根据权利要求2所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述常压浸渍的压力为101.3kPa，所述真空浸渍的压力为0kPa～10kPa，步骤一中所述惰性气体为氮气或氩气，步骤一中所述升温的速率为4℃/min～6℃/min。

7.根据权利要求2所述的一种添加遮光剂的抗红外辐射轻质耐烧蚀复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述有机硅烷混合物为甲基三甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷的混合物，其中甲基二甲氧基硅烷与二甲基二乙氧基硅烷的质量比为(3～5)：1；步骤二中所述有机硅烷混合物、氨水与溶剂的质量比为1：(0.6～2.6)：(4～12)；步骤二中所述溶剂为无水乙醇、去离子水、丙醇、甲醇中的一种或几种的混合物。