[发明专利]一种高效隔热复合型耐烧蚀防热层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效隔热复合型耐烧蚀防热层及其制备方法。该制备方法包括：将包含低导热填料的第一树脂与第一纤维织物复合，得到内层预浸料；将第二树脂与第二纤维织物复合，得到外层预浸料；提供金属模具；在金属模具表面缠绕内层预浸料，再缠绕外层预浸料；对缠绕有内层预浸料和外层预浸料的模具进行固化，使内层预浸料和外层预浸料成型，得到所述防热层。得到的防热层材料兼顾防热和隔热的双重效果，根据热流工况，可设计性强，具有良好的防隔热性能，满足结构功能一体化设计目标。

技术领域

本发明涉及功能复合材料技术领域，尤其涉及一种高效隔热复合型耐烧蚀防热层及其制备方法。

背景技术

热防护材料是目前被广泛关注的一类复合材料。近年来，临近空间飞行器及长时间飞行武器引起世界各国的广泛关注，该类型飞行器长时间飞行、中低热流密度、中等焓值的服役特征对热防护材料及其结构提出了新的应用环境及要求，包括长时间防热、高效隔热、高承载能力、高可靠性等。外部气动加热严重，在高温和高速气流冲刷的条件下，结构体表面普遍采用一种烧蚀防热复合材料，通过材料在热流作用下发生分解、熔化、蒸发、升华等多种吸热和散热的物理和化学变化，以自身的质量消耗带走大量热能，防止热量传入内部结构，从而达到防热隔热的目的。

传统的防热材料热导率较高，要达到一定的隔热要求，必须增加防热层厚度。但材料密度较高，防热层较厚，不能满足轻量化、低热导率、高隔热等诸多要求。单一热防护层材料难以满足高超声速下抗烧蚀、长时间隔热的双重技术要求，因此热防护系统采用复合结构，外表面为抗烧蚀层、内部为隔热层。

发明人发现，现有技术中关于这一复合结构的热防护材料的相关报道中很难见到实质性的关键技术的报道。在对这一复合结构的热防护材料进行研究过程中，存在如下的一个或多个技术问题需要克服：

(1)没有针对不同热流工况和舱体结构开展适用性材料体系和制备工艺的研究，导致材料及工艺具有一定的局限性；

(2)复合热防护材料的整体性较差；

(3)无法兼顾轻质、耐烧蚀和高效隔热。

有鉴于此，发明人根据研究成果提出了本发明。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：现有技术中关于这一复合结构的热防护材料的相关报道中很难见到实质性的关键技术的报道，现有热防护复合结构材料存在的如下一个或多个缺陷：

(1)没有针对不同热流工况和舱体结构开展适用性材料体系和制备工艺的研究，导致材料及工艺具有一定的局限性；

(2)复合热防护材料的整体性较差；

(3)无法兼顾轻质、耐烧蚀和高效隔热。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

1、一种高效隔热复合型耐烧蚀防热层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将包含低导热填料的第一树脂与第一纤维织物复合，得到内层预浸料；

(2)将第二树脂与第二纤维织物复合，得到外层预浸料；

(3)提供金属模具；

(4)在金属模具表面缠绕内层预浸料，再缠绕外层预浸料；

(5)对缠绕有内层预浸料和外层预浸料的模具进行固化，使内层预浸料和外层预浸料成型，得到所述防热层。

2、根据1所述的制备方法，所述低导热填料选自空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、空心酚醛微球中的任一种或多种；