高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料及制备方法，采用硅羟基结构的POSS改性酚醛树脂制备杂化酚醛树脂，以杂化酚醛树脂浸渍高硅氧纤维制备预浸料，通过热压成型制备纤维增强复合材料。POSS与酚醛树脂发生交联反应，POSS杂化分子的引入起到纳米粒子增强的作用。杂化树脂的质量损失5％温度由306.6℃提高到385.5℃，提高了材料的耐热性。纤维增强复合材料的线性烧蚀率从0.191mm/s降低至0.163mm/s，质量烧蚀率从0.0703g/s降低至0.0643g/s，显著提高了材料的耐烧蚀性。发明专利技术涉及的高硅氧纤维增强的POSS改性酚醛树脂基复合材料在航空航天飞行器树脂基先进热防护材料领域及发动机尾喷管隔热材料领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料及制备方法
本专利技术属于耐烧蚀复合材料
，涉及一种高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷(POSS)改性的杂化酚醛复合材料及制备方法。
技术介绍
酚醛树脂作为一种人工合成的树脂，由于其合成简单、使用便捷，且具有优异的瞬时耐温性和高的热残留率，已经作为耐烧蚀基体树脂材料广泛应用于航空航天器壳体热防护层和发动机尾喷管等。随着空天科技发展的要求，对酚醛树脂的耐热性、耐烧蚀性能提出了更高的要求，也成为了近年来对酚醛树脂改性研究的热点。因为酚醛树脂具有很高残炭率，因此进一步提高其耐热性及烧蚀性能具有一定难度的。文献中广泛报道的提高酚醛树脂耐热性的方法通常是添加无机、金属材料等，但是添加无机材料或金属材料的酚醛树脂其普遍存密度大、分改性材料散性差、改性材料与树脂间的界面粘接性差等问题。自上世纪90年代美国空军基地将多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)应用于制备耐高温树脂材料后，POSS改性聚合物受到了广泛的关注。POSS是一类具有笼型结构的杂化材料，其分子内部是由Si-O键构成的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料，其特征在于包括带有硅羟基的反应型倍半硅氧烷、酚醛树脂和高硅氧纤维布，倍半硅氧烷与酚醛树脂的的质量比为1～9︰91～99，酚醛树脂与高硅氧纤维布的质量比为0.8～1.2︰0.9～1.1；所述倍半硅氧烷的分子结构为：/n

【技术特征摘要】
1.一种高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料，其特征在于包括带有硅羟基的反应型倍半硅氧烷、酚醛树脂和高硅氧纤维布，倍半硅氧烷与酚醛树脂的的质量比为1～9︰91～99，酚醛树脂与高硅氧纤维布的质量比为0.8～1.2︰0.9～1.1；所述倍半硅氧烷的分子结构为：





2.一种制备权利要求1所述高硅氧纤维增强的反应型倍半硅氧烷改性的杂化酚醛复合材料的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将反应型倍半硅氧烷溶解在丙酮溶剂中，得到倍半硅氧烷溶液；
步骤2：将倍半硅氧烷溶液与酚醛树脂溶液混合，超声搅拌至均匀，得到改性的杂化酚醛树脂溶液；所述倍半硅氧烷与酚醛树脂的的质量比为1～9︰91～99
步骤3：将杂化树脂基体液浸渍预先铺平的高硅氧纤维布，每刷一层改性的杂化酚醛树脂溶液，待溶剂部分挥发，再刷一次改性的杂化酚醛树脂溶液，酚醛树脂与高硅氧纤维布的质量比约为0.8～1.2︰0.9～1.1；
步骤4：将预浸料置于室温下挥发溶剂，待预浸料表面不粘手后方可使用；
步骤5：采用分段控温控压方式对预浸料热压成型：
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【专利技术属性】
技术研发人员：马晓燕，牛肇淇，申帅，李璐阳，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61