一种隔热复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术实施例涉及材料改性技术领域，具体公开了一种隔热复合材料及其制备方法和应用，所述隔热复合材料包括以下的原料：气凝胶微米颗粒、胶黏树脂、高硅氧材料。本发明专利技术实施例提供的隔热复合材料通过多种原料的合理使用，相比于传统方式中添加空心微球的方法与加入成孔剂的方法来降低材料密度和热导率，所述隔热复合材料的性能和工艺优势显著，有效降低了材料的密度和热导率，解决了现有高硅氧纤维增强酚醛树脂基复合材料大多存在无法有效降低密度和热导率的问题。而且，本发明专利技术实施例提供的隔热复合材料的制备方法简单，具有广阔的市场前景。景。

【技术实现步骤摘要】
一种隔热复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术实施例涉及材料改性
，具体是一种隔热复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，在航天弹箭热防护领域领域对于隔热材料有着较高的需求量。其中，高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料，由于制备工艺简单、热防护性能突出，是航天弹箭热防护领域的主要热防护材料之一，具有着广泛的应用前景。
[0003]目前，为了满足轻量化要求，现有的高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料常用的降低密度和热导率的方式包括：向酚醛树脂基体中添加低密度填料(各种空心微球，例如玻璃空心微球、酚醛空心微球、碳空心微球等)以及向酚醛树脂中加入成孔剂，通过提高复合材料内部孔隙率，来降低复合材料的密度和热导率。
[0004]但是，添加各种空心微球的方法，由于高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料在成型过程中需要经历高压固化过程，加入的各种空心微球，会在压力作用下出现破坏，导致其降低密度和热导率效果减弱，因此无法有效降低复合材料的密度和热导率。而向酚醛树脂中加入成孔剂的方法，由于成孔剂作用条件控制难度大，使得复合材料的成型过程复杂，导致复合材料构件制造合格率降低，因此，在实际生产中无法作为有效降低复合材料的密度和热导率的手段。因此，以上技术方案在实际使用时存在以下不足：现有高硅氧纤维增强酚醛树脂基复合材料大多存在无法有效降低密度和热导率的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种隔热复合材料，以解决上述
技术介绍
中提出的现有高硅氧纤维增强酚醛树脂基复合材料大多存在无法有效降低密度和热导率的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0007]一种隔热复合材料，包括以下的原料：气凝胶微米颗粒、胶黏树脂、高硅氧材料；其中，所述高硅氧材料是高硅氧纤维和/或高硅氧纤维织物；所述气凝胶微米颗粒的粒径是10
‑
20μm(微米)。
[0008]需要说明的是，目前，不断降低复合材料的密度和热导率，提高热防护构件的轻量化水平，是高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料发展中不懈追求的目标，高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料常用的降低密度和热导率的方式包括：向酚醛树脂基体中添加各种空心微球以及向酚醛树脂中加入成孔剂。其中，空心玻璃微球、酚醛空心微球、碳空心微球等，类似于蛋壳的薄壳结构，力学强度低。由于高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料在成型过程中需要经历高压固化过程，加入的各种空心微球会在压力作用下出现破坏，树脂填充微球内部空洞，导致其降低密度和热导率效果减弱。另外，向酚醛树脂中加入成孔剂的方法，由于成孔剂作用条件控制难度大，使得复合材料的成型过程复杂，导致复合材料构件制造合格率降低，实际生产中应用难度大。
[0009]因此，在实际生产中，现有的降低高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料密度和热导率的方式，在现有的复合材料成型工艺下的适用性较差，给复合材料成型过程带来更多复杂性，亟需寻找更加有效的、工艺适应性更好的降低复合材料密度和热导率的技术手段。本专利技术实施例通过充分利用气凝胶微米颗粒的结构和性能优势，将其添加到高硅氧纤维增强酚醛树脂基隔热复合材料中来降低复合材料的密度和热导率，可以使复合材料密度降低5％以上，热导率降低10％以上，提高了隔热效率，而且复合材料的各项力学性能没有明显下降。
[0010]作为本专利技术实施例进一步的方案：所述胶黏树脂采用耐高温树脂，具体是酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等中的任意一种或多种。
[0011]优选的，所述胶黏树脂采用酚醛树脂。
[0012]作为本专利技术实施例再进一步的方案：所述气凝胶微米颗粒的原料为二氧化硅气凝胶和/或氧化铝气凝胶。
[0013]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种隔热复合材料的制备方法，所述的隔热复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)按比例称取气凝胶微米颗粒均匀分散在胶黏树脂中，得到混合料；
[0015]2)将高硅氧材料上浸渍所述混合料，烘干，热压固化，得到所述隔热复合材料。
[0016]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述的隔热复合材料的制备方法制备得到的隔热复合材料。
[0017]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种上述的隔热复合材料在建筑施工和/或航空航天中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果是：
[0019]本专利技术实施例提供的隔热复合材料通过气凝胶微米颗粒、胶黏树脂、高硅氧材料等原料的合理使用，相比于采用添加各种空心微球的方法与加入成孔剂的方法进行降低材料密度和热导率，材料性能和工艺优势显著，可以使隔热复合材料的密度降低5％以上，热导率降低10％以上，解决了现有高硅氧纤维增强酚醛树脂基复合材料大多存在无法有效降低密度和热导率的问题。而且，本专利技术实施例提供的隔热复合材料的制备方法简单，通过创新性的采用二氧化硅气凝胶微米颗粒作为填料，对高硅氧纤维增强酚醛树脂隔热复合材料进行改性来降低其密度和热导率，提高材料隔热效率，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术实施例，但不以任何形式限制本专利技术实施例。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术实施例的保护范围。
[0021]本专利技术实施例提供的一种隔热复合材料，包括以下的原料：气凝胶微米颗粒、胶黏树脂、高硅氧材料；其中，所述高硅氧材料是高硅氧纤维和/或高硅氧纤维织物；所述气凝胶微米颗粒的粒径是10
‑
20μm(微米)。
[0022]作为本专利技术实施例的另一优选实施例，所述胶黏树脂采用耐高温树脂，具体是酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等中的任意一种或多种。
[0023]优选的，所述胶黏树脂采用酚醛树脂。
[0024]作为本专利技术实施例的另一优选实施例，所述气凝胶微米颗粒的粒径是10
‑
20μm，密度是0.06
‑
0.09g/cm3，热导率是0.015
‑
0.02W
·
m
‑1·
K
‑1(瓦特
·
米
‑1·
开
‑1)。
[0025]作为本专利技术实施例的另一优选实施例，所述气凝胶微米颗粒的原料选自有硅系气凝胶、碳系气凝胶、硫系气凝胶、金属氧化物系气凝胶、金属系气凝胶等中的任意一种或多种。
[0026]作为本专利技术实施例的另一优选实施例，所述气凝胶微米颗粒的原料为二氧化硅气凝胶和/或氧化铝气凝胶。
[0027]作为本专利技术实施例的另一优选实施例，所述高硅氧材料中的二氧化硅含量不小于95wt％。
[0028]优选的，所述高硅氧材料是现有的高硅氧布产品。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热复合材料，其特征在于，所述隔热复合材料包括以下的原料：气凝胶微米颗粒、胶黏树脂、高硅氧材料；其中，所述高硅氧材料是高硅氧纤维和/或高硅氧纤维织物；所述气凝胶微米颗粒的粒径是10
‑
20μm。2.根据权利要求1所述的隔热复合材料，其特征在于，所述胶黏树脂是酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的隔热复合材料，其特征在于，所述气凝胶微米颗粒的原料选自有硅系气凝胶、碳系气凝胶、硫系气凝胶、金属氧化物系气凝胶中的任意一种。4.根据权利要求3所述的隔热复合材料，其特征在于，所述气凝胶微米颗粒的原料为二氧化硅气凝胶和/或氧化铝气凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，
申请(专利权)人：滨州学院，
类型：发明
国别省市：