[实用新型]一种轻量隔热复合材料层板

说明书

本实用新型公开了一种轻量隔热复合材料层板，包括内层、气凝胶隔热层和外层，所述内层和外层采用碳纤维复合材料，所述气凝胶隔热层位于中心位置，所述内层和外层复合连接在所述气凝胶隔热层的内外两侧。本实用新型构思巧妙，布局合理，通过材料的合理选择实现了一种新型层板结构，保证隔热性能的同时，实现了厚度减薄、重量减轻的目的。

技术领域

本实用新型涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种轻量隔热复合材料层板。

背景技术

气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。芳纶纤维密度：间位芳纶纤维的密度是1.37-1.38g/cm³,对位芳纶纤维的密度是1.44g/cm³；碳纤维密度是1.5--1.8g/cm³；气凝胶的密度是0.355g/cm³，仅为空气密度的2.75倍。如果将气凝胶组合到复合材料中，即结构中含有气凝胶的芳纶纤维复合材料层板会比单纯的芳纶纤维复合材料层板重量大大减轻。

气凝胶的种类很多，有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等等。气凝胶新材料非常坚固耐用，最高能承受1200℃-1400℃的高温，此外气凝胶可以承受相当于自身质量几千倍的压力，它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。其中，硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射，成为一种理想的透明隔热材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。通过掺杂的手段，可进一步降低硅气凝胶的辐射热传导，常温常压下掺碳气凝胶的热导率可低达0.013w/m·K，是热导率最低的固态材料，掺入二氧化钛可使硅气凝胶成为新型高温隔热材料，800K时的热导率仅为0.03w/m·K，作为军品配套新材料得到进一步发展。

现有技术中的碳纤维复合材料，使用耐高温双马来酰亚胺树脂含浸碳纤维和芳纶纤维，再用这种碳纤维预浸布包覆在上下外观表面，气凝胶隔热层以芳纶纤维预浸布做为高温隔热材料，制作复合材料层板，其耐温≥260℃。若使用其他的隔热材料作为辅料，比如多孔材料，石棉板、矿棉板、石膏板；玻璃纤维棉板，玻璃纤维棉毡；也有用热反射金属材料和真空材料做为隔热材料等，其上下表面包覆碳纤维复合材料或芳纶纤维复合材料，其结构多为蜂窝结构，三明治夹层结构，这样的夹层结构普遍厚度比较厚，重量比较重，适用的领域有限。

因此，如何将气凝胶材料与碳纤维材料集合为一体，形成一种薄厚度的复合材料，保证产品隔热性能的情况下，有效降低产品重量，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种轻量隔热复合材料层板，解决现有技术碳纤维复合材料结构厚度大、重量重的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种轻量隔热复合材料层板，包括内层、气凝胶隔热层和外层，所述内层和外层采用碳纤维复合材料，所述气凝胶隔热层位于中心位置，所述内层和外层复合连接在所述气凝胶隔热层的内外两侧。

进一步的，所述碳纤维复合材料包括碳纤维预浸布和芳纶纤维预浸布，外侧的所述碳纤维预浸布与内侧的所述芳纶纤维预浸布通过耐高温双马来酰亚胺树脂含浸后复合连接为一体，所述芳纶纤维预浸布贴合在所述气凝胶隔热层的两侧。

进一步的，所述气凝胶隔热层具体采用气黏胶毡、气黏胶粉或由气黏胶粉制作而成的气凝胶片板、气凝胶隔热片或气凝胶隔热膜。

进一步的，所述气凝胶隔热层的两侧设置有第一隔离层和第二隔离层，所述第一隔离层位于所述内层和所述气凝胶隔热层的内侧面之间，所述第二隔离层位于所述气凝胶隔热层的外侧面和所述外层之间。

进一步的，所述第一隔离层和第二隔离层采用铁氟龙脱模布，所述铁氟龙脱模布的厚度为0.1-0.25mm。