[发明专利]一种梯度密度树脂复合材料预制体制备方法

摘要

本发明涉及一种梯度密度树脂复合材料预制体制备方法，属高超声速飞行器烧蚀防热材料技术领域。本发明是将制备的非瓷化树脂溶液和微瓷化树脂溶浆分别摊铺在石英纤维机织布，经烘干后分别制成a型微瓷化预浸料、b型非瓷化预浸料、c型非瓷化预浸料和d型非瓷化预浸料，然后在铺层缝合工装的成型腔内摊铺各预浸料；采用抽真空压实的方法，制得梯度密度复合材料成品。本发明制备的梯度密度材料在平面组成上划分了若干层，各层材料之间均匀过渡，从而消除了界面问题，实现了高超声速飞行器热防护系统表层抗烧蚀、抗剪切，内层低密度、高效隔热和中间层缓冲过渡的要求，满足了高超声速飞行器防热系统的轻质、低烧蚀和高效隔热的要求。

主权项

1.一种梯度密度树脂复合材料预制体的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）、用酒精对硼酚醛和钡酚醛进行溶解，得到非瓷化树脂溶液，其中酒精、硼酚醛和钡酚醛各组分的质量比为： 1.0:1.0~1.1:0.8~1.0溶解完成后在室温下搅拌均匀，直至溶液无沉淀颜色均匀；即，得到的非瓷化树脂溶液中不允许存在沉淀物或其他可见异物，备用；2）、按非瓷化树脂溶液：氮化硼128.8:8.0~8.5的质量比，往非瓷化树脂溶液中加入氮化硼，然后在室温下搅拌均匀，直至无大团积聚，得到微瓷化树脂溶浆，即，在得到的微瓷化树脂溶浆中不允许存在团聚颗粒或其他可见异物；备用；3）、将a型高密度2.5D石英纤维机织布放到特制的预浸料平台上铺平，按石英纤维机织布：微瓷化树脂溶浆1:1.30~1.50的质量比，将步骤2）得到的微瓷化树脂溶浆倒在石英纤维机织布上后，用推辊把微瓷化树脂溶浆摊开使其在石英纤维机织布分散均匀，然后将预浸料平台加热，使其在温度75℃~85℃、时间4h~6h的条件下对石英纤维机织布进行加热烘干，制得a型微瓷化预浸料；然后将a型微瓷化预浸料在室温、时间为12h~24 h条件下进行晾置处理，以降低预浸料的微瓷化树脂的粘性，使其不沾手即可；4）、将b型普通密度2.5D石英纤维机织布放到特制预浸料平台上铺平，按石英纤维机织布：非瓷化树脂溶液1:1.30~1.40的质量比，将步骤1）得到的非瓷化树脂溶液倒在石英纤维机织布上后，用推辊把微瓷化树脂溶液摊开使其在石英纤维机织布分散均匀，然后将预浸料平台加热，使其在温度75℃~85℃、时间4h~6h的条件下对石英纤维机织布进行加热烘干，得b型非瓷化预浸料；再将b型非瓷化预浸料在室温、时间为12~24 h条件下进行晾置处理，以降低预浸料的微瓷化树脂粘性，使其不沾手即可；5）、将c型普通密度2.5D石英纤维机织布放到特制预浸料平台上铺平，按石英纤维机织布：非瓷化树脂溶液1:1.30~1.40的质量比，将步骤1）得到的非瓷化树脂溶液倒在石英纤维机织布上后，用推辊把微瓷化树脂溶液摊开使其在石英纤维机织布分散均匀，然后将预浸料平台加热，使其在温度75℃~85℃、时间4h~6h的条件下对石英纤维机织布进行加热烘干，得c型非瓷化预浸料；再将c型非瓷化预浸料在室温、时间为12~24 h条件下进行晾置处理，以降低预浸料的微瓷化树脂粘性，使其不沾手即可；6）、将d型2.5D石英纤维机织布放到特制预浸料平台上铺平，按石英纤维机织布：非瓷化树脂溶液1:1.30~1.40的质量比，将步骤1）得到的非瓷化树脂溶液倒在石英纤维机织布上后，用推辊把微瓷化树脂溶液摊开使其在石英纤维机织布分散均匀，然后将预浸料平台加热，使其在温度75℃~85℃、时间4h~6h的条件下对石英纤维机织布进行加热烘干，得d型非瓷化预浸料；再将d型非瓷化预浸料在室温、时间为12~2412h条件下进行晾置处理，以降低预浸料的微瓷化树脂粘性，使其不沾手即可；7）、用裁切设备按裁切图样把上述各预浸料和低密度低热导率的气凝胶裁切成所需形状，用酒精将铺层缝合工装清理干净，并在铺层缝合工装的成型腔内表面依次铺覆两层聚酯膜材料和一层聚四氟乙烯膜材料，以便于后期脱模；8）、在铺层缝合工装的成型腔内由下至上依次摊铺步骤7）所裁切的各预浸料和气凝胶；具体顺序为一层气凝胶、一层d型非瓷化预浸料、一层c型非瓷化预浸料、四层b型非瓷化预浸料、一层a型微瓷化预浸料；9）、各预浸料和气凝胶摊铺完成后，将其相互缝合，然后采用抽真空压实的方法，在压力值为0.070~0.096MPA的条件下，将各预浸料和气凝胶负压压实，得，梯度密度复合材料成品；步骤所述的缝合工装包括缝合模具和转移模具。