[发明专利]一种基于间隔结构织物增强体的轻质防隔热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料，其特征在于：该轻质防热隔热复合材料包括增强体和基体；

所述的增强体为具有中空结构的无机纤维立体织物或具有中空结构的有机/无机杂化纤维立体织物；

所述的基体包括有机/无机杂化气凝胶和耐烧蚀型有机高分子树脂；

以该轻质防热隔热复合材料的总质量为100%计算，各组分的质量百分含量如下：

增强体 40%-60%

耐烧蚀型有机高分子树脂 10%-20%

有机/无机杂化气凝胶 20%-50%

所述的增强体包括上表层、下表层和连接纤维；连接纤维束用于在Z向连接上表层和下表层，上表层为织物或编织布，下表层为织物或编织布，连接纤维与上表层中的纤维为连续结构，连接纤维与下表层中的纤维也为连续结构，连接纤维在Z向上相邻的纤维间隙为0.1-2mm；

所述的增强体中无机纤维为石英玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维、无碱玻璃纤维、高强玻璃纤维、陶瓷纤维、碳纤维中的至少一种；有机纤维为芳纶纤维、芳砜纶纤维、聚酰亚胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、尼龙纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]纤维中的至少一种；

所述的耐烧蚀型有机高分子树脂为高浓度线性酚醛树脂、液体钡酚醛树脂、高碳酚醛树脂、硅硼碳氮中的至少一种；

所述的有机/无机杂化气凝胶中的有机组元为线性酚醛树脂，无机组元为SiO₂、SiC、ZrB₂、POSS微、纳米颗粒或短切纤维中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将耐烧蚀型有机高分子树脂与稀释剂进行混合，搅拌均匀后得到混合液，混合液中耐烧蚀型有机高分子树脂的质量浓度为30%~ 60%，然后将混合液低温储存，备用；

（2）配制线性酚醛树脂溶胶液，方法为：将线性酚醛树脂与去离子水进行混合，搅拌均匀后得到混合物A，然后在混合物A中加入固化剂，搅拌30~200分钟至透明溶液，低温储存，备用，混合物A中线性酚醛树脂的质量浓度为20%-60%；

（3）配制无机溶胶液，方法为：将无机组元与去离子水进行混合，搅拌均匀后得到混合物B，然后在混合物B中加入酸催化剂，搅拌30~200分钟至透明溶液，低温储存，备用；混合物B中无机组元的质量浓度为20%-60%；

（4）将步骤（1）中的混合液和增强体通过预浸工艺使增强体预成型为中空立体结构，加热对耐烧蚀型有机高分子树脂进行预固化，加热温度保持在100℃~180℃，固化时间1~6h，得到骨架；

（5）将步骤（2）得到的透明溶液和步骤（3）得到的透明溶液进行混合，得到混合溶液；

（6）将步骤（4）得到的骨架置于钢制模具内，将步骤（5）得到的混合溶液采用RTM工艺对骨架进行浸渍、固化，固化温度为60℃~150℃，固化时间为4~12h，固化完成后得到基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料。

3.根据权利要求2所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于：所述的低温为0℃。

4.根据权利要求2所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，稀释剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正己烷中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，固化剂为稀氨水、碳酸钠溶液、六次甲基四胺中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于：稀氨水的浓度为0.01~0.1mol/L，碳酸钠溶液的浓度为0.01~0.1mol/L。

7.根据权利要求5所述的一种基于间隔结构织物增强体的轻质防热隔热复合材料的制备方法，其特征在于：固化剂中溶质与线性酚醛树脂的质量比为1：5~10。