[发明专利]一种多层隔热材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热材料的制备方法。

背景技术

目前，某些6～15Ma飞行器在飞行过程中不允许表面烧蚀，单一结构的隔热材料难以满足6～15Ma飞行器苛刻的气动热条件，仅从提高隔热材料本身隔热能力考虑，其投入成本和材料研制的难度均很大。多层隔热材料作为大面积防热材料的一种，由于重量轻、耐热震性好、维护方便、价格便宜的优点，在飞行器的低温区得到了广泛的应用。传统的多层隔热材料主要由隔热材料间隔物和金属箔反射屏交叠组合而成，内部的金属箔能够有效阻挡隔热材料内辐射换热，但在厚度限制下满足不了6～15Ma飞行器大面积中温区防/隔热要求。

发明内容

本发明是为了解决现有制备隔热材料满足不了6～15Ma飞行器大面积中温区防/隔热要求，而提供了一种多层隔热材料的制备方法。

本发明多层隔热材料的制备方法按照以下步骤进行制备：一、将纤维布、3～5mm厚的隔热毡、3～10mm厚的隔热毡、10～50mm厚的隔热毡和纤维网依次粘结在一起，得到工件A，其中纤维布和3～5mm厚的隔热毡用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结，3～5mm厚的隔热毡和3～10mm厚的隔热毡用1.5～2.5mm厚的含Al-Si合金的改性粘结剂进行粘结，3～10mm厚的隔热毡和10～50mm厚的隔热毡用1.5～2.5mm厚的含硫酸钠的改性粘结剂进行粘结进行粘结，10～50mm厚的隔热毡和纤维网用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结；二、将工件A放入通风橱中30～60h，再将工件A放入60～65℃的鼓风式烘箱内加热固化45～75h，最后将工件A的纤维网一侧加热至1000～1100℃，纤维布一侧加热至90～110℃，保温5～7h；三、在步骤二处理后的工件A放入高温炉中进行热处理，在升温速率为3～10℃/min的条件下，将高温炉的温度升至600～800℃，保温处理0.5～8h；四、在步骤三处理后的工件A的纤维布表面涂覆一层含有聚氨酯封装正十八烷微胶囊的树脂，即得到多层隔热材料，其中步骤一中含Al-Si合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂的制作方法为：将氧化铝封装Al-Si合金和氧化铝封装硫酸钠分别倒入硅酸铝基高温粘结剂中搅拌混合，即得到含Al-Si合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂，其中氧化铝封装Al-Si合金与高温粘结剂的质量比为35～45∶2，氧化铝封装硫酸钠与高温粘结剂的质量比为35～45∶2。

本发明所述的高温粘结剂中可以加入SiO₂气凝胶或Al₂O₃气凝胶。

本发明所涉及的结构主要包括以下两部分：隔热材料层和含相变材料结构层，其中隔热材料层为纤维纸层，含相变材料(氧化铝封装Al-Si合金和氧化铝封装硫酸钠)结构层为粘结剂层，隔热材料用相变材料粘结在一起，使得本发明的隔热材料能够承受剧烈热流，本发明隔热材料可耐800～1200℃的高温，能满足6～15Ma飞行器大面积中温区防/隔热要求，在相同的使用条件下，与现有的隔热材料相比，本发明方法制备得到多层隔热材料厚度减少了20％～30％，提高了载荷。本发明的制作方法简单，所使用的材料价格低，本发明的方法成本低。

本发明的隔热材料的结构中加入了相变材料(氧化铝封装Al-Si合金和氧化铝封装硫酸钠)，使结构在温度上升到或高于相变材料相变温度时相变材料吸收热量发生相变，该结构度在相变材料相变过程中不发生大于20℃的变化，相变材料相变完成后隔热材料才继续升温；飞行器表面停止加热后，温度低于相变材料相变温度时，相变材料发生逆向相变，放出热量，相变材料的工作原理使得热防护系统在飞行器表面加热时更多热量滞留在热防护系统中，减小向飞行器机体的传递，形成热沉结构，克服了不添加相变材料的同类结构热熔小的缺点。

附图说明

图1为具体实施方式一中的工件A的结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。