【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防火材料，具体涉及一种低密度防火隔热结构及其制备方法。
技术介绍
1、飞机发动机本身是一个高温结构件，在飞行过程中，发动机为飞行器提供超强推力的同时，产生的巨大热量会使发动机温度迅速升高，过高的温度会导致飞机主体结构的失稳和内部仪器的破坏。因此，发动机在与机身舱体结构安装时，需要在发动机与机体结合部位的连接面之间设置隔热、防火结构，满足防火和隔热性能的需求，使机体结构温度维持在许可范围内，保证飞行安全。同时该部位材料需满足轻量化需求。
2、现有的防火材料主要分为两类，一类是基于防火结构的组合设计，实现防火结构的降温隔热，满足结构的隔热防火需求，此类材料多为金属材料，密度较高，且结构较复杂，实施工艺难度大；一类是通过多层无机或有机材料复合，实现防火材料的减重、隔热作用，此类材料的密度较低，但仍不能满足飞机的减重需求，且隔热性能较差。现有的防火材料专利cn112172272b公布了一种无人机防火材料，该材料包括底层材料(增强聚丙烯纤维)、中间层材料(多孔玄武岩纤维毡)和表层材料(碳纤维)，用于无人机罩盖部位，起到隔热、保护电器元器件的作用，该材料的导热系数较低(0.3w/(m·k))，隔热性能较好，但该材料的比重较高(3.0g/cm3)，且在高温条件(1100℃)下隔热性能不足，无法满足飞机的减重和防火需求。专利cn109018298a公布了一种带内部流道的飞机防火墙隔热板结构，结构组成为表部外皮、内部截面呈三角形并排设置的内流管道和底部的微桁架平面板，能够实现效果较好的主动热防护性能，整体结构采用增材制造
3、因此，专利技术人提供了一种低密度防火隔热结构及其制备方法。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本专利技术实施例提供了一种低密度防火隔热结构及其制备方法，解决了防火隔热材料因密度较高而不利于飞机减重的技术问题。
3、(2)技术方案
4、本专利技术提供了一种低密度防火隔热结构，包括由上至下依次贴合设置的表面层、中间层和底层，所述表面层和所述底层为无机纤维布，所述中间层为纳米多级孔结构的纳米陶瓷纤维材料，所述表面层、所述中间层及所述底层通过缝合线进行缝合。
5、进一步地，所述表面层为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
6、进一步地，所述底层为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
7、进一步地，所述缝合线为石英纤维线、高硅氧纤维线、莫来石纤维线中的任一种。
8、本专利技术还提供了一种低密度防火隔热结构的制备方法，包括以下步骤：
9、将纳米纤维、去离子水、临时粘结剂、高温粘结剂、分散剂按照预设比例在设定温度下进行混合，获得均匀的纳米纤维分散液；
10、将所述纳米纤维分散液注射到模具中，然后进行冷冻干燥；
11、将冷冻干燥后的样品进行高温热处理，获得中间层；
12、将所述中间层、表面层及底层按照顺序逐层铺放，采用缝合线按照缝合路径和尺寸进行缝合，制备出低密度防火隔热结构。
13、进一步地，所述纳米纤维为二氧化硅、莫来石、氧化铝及氧化锆纳米纤维中的一种或多种。
14、进一步地，所述预设比例为高温粘结剂：短切纳米纤维：低温粘结剂：分散剂：去离子水的质量配比为(1～20)：(1～20)：(1～5)：(1～5)：1000。
15、进一步地，所述临时粘结剂为琼脂糖。
16、进一步地，所述高温粘结剂为硅溶胶，所述硅溶胶的固含量为10～30％。
17、(3)有益效果
18、综上，本专利技术通过表面层无机纤维材料、中间层纳米陶瓷纤维材料和底层无机纤维材料经无机纤维线缝合而成，保证材料的表面质量，平整无开裂，该隔热结构能够满足发动机防火结构的防火、轻质和隔热性能的要求。
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1.一种低密度防火隔热结构，其特征在于，包括由上至下依次贴合设置的表面层(1)、中间层(2)和底层(3)，所述表面层(1)和所述底层(3)为无机纤维布，所述中间层(2)为纳米多级孔结构的纳米陶瓷纤维材料，所述表面层(1)、所述中间层(2)及所述底层(3)通过缝合线(4)进行缝合。
2.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述表面层(1)为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
3.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述底层(3)为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
4.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述缝合线(4)为石英纤维线、高硅氧纤维线、莫来石纤维线中的任一种。
5.一种如权利要求1-4中任一项所述的低密度防火隔热结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的低密度防火隔热结构的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维为二氧化硅、莫来石、氧化铝及氧化锆纳米纤维中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的
8.根据权利要求5所述的低密度防火隔热结构的制备方法，其特征在于，所述临时粘结剂为琼脂糖。
9.根据权利要求5所述的低密度防火隔热结构的制备方法，其特征在于，所述高温粘结剂为硅溶胶，所述硅溶胶的固含量为10～30％。
...【技术特征摘要】
1.一种低密度防火隔热结构，其特征在于，包括由上至下依次贴合设置的表面层(1)、中间层(2)和底层(3)，所述表面层(1)和所述底层(3)为无机纤维布，所述中间层(2)为纳米多级孔结构的纳米陶瓷纤维材料，所述表面层(1)、所述中间层(2)及所述底层(3)通过缝合线(4)进行缝合。
2.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述表面层(1)为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
3.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述底层(3)为石英纤维布、高硅氧纤维布及莫来石纤维布中的任一种。
4.根据权利要求1所述的低密度防火隔热结构，其特征在于，所述缝合线(4)为石英纤维线、高硅氧纤维线、莫来石纤维线中的任一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘彦珂，张博，田响宇，周粮，唐雅薇，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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