[发明专利]一种耐烧蚀轻质防热隔热一体化复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐烧蚀轻质防热隔热一体化复合材料，其特征在于，它为夹心结构，包括第一外层、第二外层和中间层；所述中间层是短切纤维混合于分散有空心微珠的酚醛树脂中形成的短切纤维预浸料层，位于所述第一外层和第二外层之间；所述第一外层为纤维布上涂刷或浸渍含陶瓷粉体的浆料形成的层；第二外层为纤维布上涂刷或浸渍酚醛树脂形成的层；

所述含陶瓷粉体的料浆为陶瓷粉体与重量比1:1的酚醛树脂-乙醇溶液形成混合物，陶瓷粉体与酚醛树脂-乙醇溶液的重量比为1:1；

所述第一外层中各组分含量以体积百分数计为：纤维布为40％；酚醛树脂为25％～35％；陶瓷粉体为25％～35％；

所述中间层中各组分含量以体积百分数计为：短切纤维为5％～15％；酚醛树脂为15％～25％；空心微珠为60％～80％；

所述第二外层中各组分含量以体积百分数计为：纤维布为45％～55％；酚醛树脂为45％～55％；

所述短切纤维为高硅氧纤维、莫来石纤维和SiC纤维中的任意一种或者多种的混合，长度为5～20mm；

所述空心微珠为玻璃微珠、陶瓷微珠和酚醛微珠的一种或多种的混合；

所述纤维布为SiC纤维布、高硅氧纤维布和莫来石纤维布中的任意一种或多种的混合；

所述耐烧蚀轻质防热隔热一体化复合材料的制备方法包括以下步骤：

1)将陶瓷粉体分散于NaOH含量为10wt.％的NaOH水溶液中处理1h，然后用蒸馏水或去离子水抽滤清洗至滤液为中性，烘干后再分散于无水乙醇中，加入硅烷偶联剂作为表面改性剂搅拌，抽滤后在150℃烘干，得到前处理陶瓷粉体；

2)将短切纤维在300～500℃的马弗炉中保温0.5～1h以进行脱胶处理，得到脱胶后短切纤维；

3)将纤维布剪裁至设定尺寸，备用；

4)将空心微珠加入重量比1:3的酚醛树脂-乙醇溶液中，搅拌均匀制得浆料，然后加入经步骤2)处理后的短切纤维，放入混料罐转动混合；

5)将步骤4)所得的混合好的短切纤维预浸浆料在烘箱中烘干，直至乙醇挥发完全，得到短切纤维预浸料；

6)将步骤1)所得的前处理陶瓷粉体加入重量比1:1的酚醛树脂-乙醇溶液中，搅拌均匀制得陶瓷粉体浆料；

7)使用步骤6)制得的陶瓷粉体浆料涂刷或浸渍步骤3)所得的一半数量的纤维布，铺层叠放获得坯料I；将步骤3)所得的另一半数量的纤维布浸渍重量比1:1的酚醛树脂-乙醇溶液，然后铺层叠放获得坯料II；

8)在模具表面涂刷脱模剂或铺设脱模纸，依次将步骤7)所得的坯料I、步骤5)所得的短切纤维预浸料和步骤7)所得的坯料II装入模具中；

9)将带模试件置于平板硫化机上进行热压固化；

10)将带模试件取下，脱模，得到耐烧蚀轻质防热隔热一体化复合材料；

所述步骤1)中硅烷偶联剂的重量占陶瓷粉体重量的2wt％；加入硅烷偶联剂后搅拌1h，搅拌速度150r/min；所述步骤4)中浆料和短切纤维的混料时间为24h；

所述步骤5)中烘干温度为60℃，烘干时间为8h；

所述步骤9)中热压固化的压力为2MPa，固化程序为：从室温以10℃/min速度升温至120℃，保温30min后加压2MPa，然后以10℃/min速度升温180℃，保温保压2h后自然降温。