[发明专利]一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法

权利要求书

1.一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，该方法以承载层和纳米孔结构的防热层为原料，通过低压共注射RTM工艺注入树脂体系，将承载层和防热层牢固结合，然后通过中低温固化、常压干燥一次整体成型，该方法采用以下步骤：

(1)将碳纤维预制体平铺在内模中，合模，将模具进行抽真空处理，控制模具内真空度达到-0.05MPa～-0.1MPa，将热固性树脂体系缓慢注入模具中；

(2)将模具置于60～200℃的条件下固化反应2～48h；

(3)打开内模，将低密度纤维预制体平铺于步骤(2)制备得到的承载层结构上，直接铺放或将低密度纤维预制体粘接在承载层结构上；

(4)安装外模，合模，将模具整体进行抽真空处理，控制模具内真空度达到-0.05MPa～-0.1MPa，将可溶胶-凝胶反应的防热树脂体系低压RTM注入模具中；所述的可溶胶-凝胶反应的防热树脂体系包括热塑/固性酚醛树脂，有机硅改性酚醛树脂、硼酚醛树脂、钼酚醛树脂、钡酚醛树脂、聚芳基乙炔树脂、间苯二酚-甲醛树脂或间苯二酚-糠醛树脂中的一种；

(5)将模具密封并置于80～180℃的条件下固化反应1～48h；

(6)打开模具，在室温～180℃温度范围内，通过常压或真空条件进行干燥，完全去除溶剂，完成共固化成型，制备得到低密度梯度结构防隔热承载一体化树脂基复合材料；通过共固化成型工艺降低防热、承载结构之间的热应力差异，提高界面传载效率，避免不同结构制造精度及性能差异所带来的应力积累与界面失效，实现防隔热性能与结构承载性能的协同提升。

2.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(1)中，

所述的碳纤维为黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维或沥青基碳纤维中的一种，

所述的热固性树脂体系包括但不限于环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂或反应性聚酰亚胺，注入模具中时控制注射压力为0.05～0.15MPa。

3.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述低密度纤维预制体采用纤维网胎、针刺、复合针刺或缝合结构式，其体积密度为0.14～0.5g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述低密度纤维预制体由石英纤维、碳纤维、酚醛纤维、玻璃纤维、莫来石纤维或氧化锆纤维中的一种或几种混编而成。

5.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粘接采用改性环氧树脂胶粘剂或有机硅橡胶对低密度纤维预制体和承载层结构之间进行粘接处理。

6.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(4)中，

所述的可溶胶-凝胶反应的防热树脂体系包括热塑/固性酚醛树脂，有机硅改性酚醛树脂、硼酚醛树脂、钼酚醛树脂、钡酚醛树脂、聚芳基乙炔树脂、间苯二酚-甲醛树脂或间苯二酚-糠醛树脂中的一种，通过溶剂稀释，控制其质量浓度为10～50％，注入模具中时控制注射压力为0.01～0.15MPa。

7.根据权利要求6所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇、水、乙二醇或丙三醇中的一种或几种混合。

8.根据权利要求1所述的一种纳米孔防热复合材料与承载结构共固化成型方法，其特征在于，步骤(6)在进行干燥时将模具打开，将固化后的材料置于20～50℃常压或真空干燥6～24h后，再置于80～180℃干燥2～24h，制备得到低密度梯度结构防隔热承载一体化树脂基复合材料。