含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用。该含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且芳基二炔丙基醚在改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；树脂基体在含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％‑75％；表面处理后的中空玻璃微球在含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％‑50％。本发明专利技术的含硅芳炔树脂基复合材料可耐500℃的温度，具有优良的力学性能，以及具备低密度及低热导率这两个特点，可作为隔热材料在航空航天等领域获得应用。

【技术实现步骤摘要】
含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
飞行器在高速和远程飞行过程中，其表面需要承受非常高的温度和非常大的气流冲击，飞行距离的增加也导致其将经受更加严重的气动热和大过载等复杂环境。为保证飞行器内部系统的持续正常运行，要求其表面层采用的隔热材料同时具备耐高温、低密度、低热导率和较高的力学强度。然而，现有的隔热复合材料中，气凝胶隔热材料虽然隔热效果好，但其力学性能较差，无法起到承载作用；多层隔热材料可通过各层的结构设计很好地隔离航天器的内外部热流环境，但其制备过程复杂；树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、整体成型好等特点，广泛用于各种航天航空器。关于有代表性的树脂基复合材料的相关文献如下：2012年，Zhu等[ZhuB,MaJ,WangJ,etal.JournalofReinforcedPlastics&Composites.2012,31(19):1311-1326.]使用四种不同型号的中空玻璃微球(HGM)系统地研究了HGM体积分数(10％-60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；/n所述树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；所述改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；/n所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％-75％；/n所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％-50％。/n

【技术特征摘要】
1.一种含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；
所述树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；所述改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；
所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％-75％；
所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％-50％。


2.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分比为50％-70％；
和/或，所述芳基二炔丙基醚为双酚A二炔丙基醚、4,4'-双酚芴二炔丙基醚和4,4'-二苯醚二炔丙基醚中的一种或多种，较佳地为双酚A二炔丙基醚；
和/或，所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为10％-30％；
和/或，所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为30％-35％。


3.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述表面处理后的中空玻璃微球按如下处理方法制得：(1)处理中空玻璃微球以增加其表面的羟基含量；(2)再使用硅烷偶联剂处理以使所述硅烷偶联剂的一端与所述中空玻璃微球表面的羟基连接，即得。


4.如权利要求3所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，步骤(1)的操作如下：将中空玻璃微球分散于处理溶液I中浸泡0.5-2h，然后用去离子水清洗，固液分离，至滤液呈中性，干燥，得中空玻璃微球I；其中，所述处理溶液I由90wt％-98wt％浓硫酸与20wt％-40wt％双氧水按体积比为(2-4):1制得；
其中，所述中空玻璃微球的型号较佳地为VS5500；所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液I的体积比较佳地为1：(3-5)，单位为g/mL；所述干燥的温度较佳地为90-110℃。


5.如权利要求4所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，步骤(2)的操作如下：将所述中空玻璃微球I分散于处理溶液II中，加入硅烷偶联剂后于25-65℃搅拌2-6h，固液分离，干燥，即可；其中，所述处理溶液II由水、醋酸和乙醇按体积比为1:(1-3):(7-11)制得，所述硅烷偶联剂的质量占所述中空玻璃微球的质量的0.5％-5％；
其中，所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液II的体积比较佳地为1：(7-9)，单位为g/mL；
其中，所用硅烷偶联剂较佳地为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙炔基三乙氧基硅烷中的一种或多种；
其中，所述干燥的温度较佳地为90-110℃；所述干燥的时间较佳地为10-14h。


6.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料中含有短切纤维和/或纤维布，所述短切纤维的长度为5-50mm，较佳地为20-40mm；
其中，所述短切纤维较佳地为高硅氧玻璃纤维、石英玻璃纤维和碳纤维的一种或多种；
其中，较佳地，所述短切纤维为表面处理后的短切纤维，其处理方法如下：将短切纤维分散于丙酮溶液中，超声清洗1-3h，重复3次以上以除...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄发荣，袁荞龙，黎记显，刘晓天，李超，江寒，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31