一种多层隔热材料的制备方法技术

一种多层隔热材料的制备方法，它涉及一种隔热材料的制备方法。本发明专利技术解决了现有现有制备隔热材料满足不了６～１５Ｍａ飞行器大面积中温区防／隔热要求。方法：一、制作工件Ａ；二、工件Ａ进行处理；三、工件Ａ再进行热处理；四、在热处理后工件Ａ的纤维布层涂覆一层含有聚氨酯封装正十八烷微胶囊的树脂。本发明专利技术的制作得到隔热材料性能好，满足了６～１５Ｍａ飞行器大面积中温区防／隔热要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热材料的制备方法。
技术介绍
目前，某些6 15Ma飞行器在飞行过程中不允许表面烧蚀，单一结构的隔热材料 难以满足6 15Ma飞行器苛刻的气动热条件，仅从提高隔热材料本身隔热能力考虑，其投 入成本和材料研制的难度均很大。多层隔热材料作为大面积防热材料的一种，由于重量轻、 耐热震性好、维护方便、价格便宜的优点，在飞行器的低温区得到了广泛的应用。传统的多 层隔热材料主要由隔热材料间隔物和金属箔反射屏交叠组合而成，内部的金属箔能够有效 阻挡隔热材料内辐射换热，但在厚度限制下满足不了 6 15Ma飞行器大面积中温区防/隔 热要求。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有制备隔热材料满足不了 6 15Ma飞行器大面积中温区防 /隔热要求，而提供了。 本专利技术多层隔热材料的制备方法按照以下步骤进行制备一、将纤维布、3 5mm 厚的隔热毡、3 10mm厚的隔热毡、10 50mm厚的隔热毡和纤维网依次粘结在一起，得到 工件A，其中纤维布和3 5mm厚的隔热毡用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结，3 5mm厚的 隔热毡和3 10mm厚的隔热毡用1. 5 2. 5mm厚的含Al-Si合金的改性粘结剂进行粘结， 3 10mm厚的隔热毡和10 50mm厚的隔热毡用1. 5 2. 5mm厚的含硫酸钠的改性粘结 剂进行粘结进行粘结，10 50mm厚的隔热毡和纤维网用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结； 二、将工件A放入通风橱中30 60h，再将工件A放入60 65t:的鼓风式烘箱内加热固 化45 75h，最后将工件A的纤维网一侧加热至1000 IIO(TC，纤维布一侧加热至90 ll(TC，保温5 7h ;三、在步骤二处理后的工件A放入高温炉中进行热处理，在升温速率为 3 l(TC /min的条件下，将高温炉的温度升至600 80(TC，保温处理0. 5 8h ;四、在步 骤三处理后的工件A的纤维布表面涂覆一层含有聚氨酯封装正十八烷微胶囊的树脂，即得 到多层隔热材料，其中步骤一中含Al-Si合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂的制 作方法为将氧化铝封装A1-Si合金和氧化铝封装硫酸钠分别倒入硅酸铝基高温粘结剂中 搅拌混合，即得到含A1-Si合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂，其中氧化铝封装 Al-Si合金与高温粘结剂的质量比为35 45 : 2，氧化铝封装硫酸钠与高温粘结剂的质量 比为35 45 : 2。 本专利技术所述的高温粘结剂中可以加入3102气凝胶或八1203气凝胶。 本专利技术所涉及的结构主要包括以下两部分隔热材料层和含相变材料结构层，其中隔热材料层为纤维纸层，含相变材料(氧化铝封装A1-Si合金和氧化铝封装硫酸钠)结构层为粘结剂层，隔热材料用相变材料粘结在一起，使得本专利技术的隔热材料能够承受剧烈热流，本专利技术隔热材料可耐800 120(TC的高温，能满足6 15Ma飞行器大面积中温区防/隔热要求，在相同的使用条件下，与现有的隔热材料相比，本专利技术方法制备得到多层隔热 材料厚度减少了20% 30%，提高了载荷。本专利技术的制作方法简单，所使用的材料价格低， 本专利技术的方法成本低。 本专利技术的隔热材料的结构中加入了相变材料(氧化铝封装A1-Si合金和氧化铝封 装硫酸钠)，使结构在温度上升到或高于相变材料相变温度时相变材料吸收热量发生相变， 该结构度在相变材料相变过程中不发生大于2(TC的变化，相变材料相变完成后隔热材料 才继续升温；飞行器表面停止加热后，温度低于相变材料相变温度时，相变材料发生逆向相 变，放出热量，相变材料的工作原理使得热防护系统在飞行器表面加热时更多热量滞留在 热防护系统中，减小向飞行器机体的传递，形成热沉结构，克服了不添加相变材料的同类结 构热熔小的缺点。附图说明 图1为具体实施方式一中的工件A的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的 任意组合。具体实施方式一 本实施方式多层隔热材料的制备方法按照以下步骤进行制备 一、将纤维布、3 5mm厚的隔热超、3 10mm厚的隔热超、10 50mm厚的隔热超和纤维网 依次粘结在一起，得到工件A，其中纤维布和3 5mm厚的隔热毡用硅酸铝基高温粘结剂进 行粘结，3 5mm厚的隔热毡和3 10mm厚的隔热毡用1. 5 2. 5mm厚的含Al-Si合金的 改性粘结剂进行粘结，3 10mm厚的隔热毡和10 50mm厚的隔热毡用1. 5 2. 5mm厚的 含硫酸钠的改性粘结剂进行粘结进行粘结，IO 50mm厚的隔热毡和纤维网用硅酸铝基高 温粘结剂进行粘结；二、将工件A放入通风橱中30 60h，再将工件A放入60 65°C的鼓 风式烘箱内加热固化45 75h，最后将工件A的纤维网一侧加热至1000 IIO(TC，纤维布 一侧加热至90 ll(TC，保温5 7h ;三、在步骤二处理后的工件A放入高温炉中进行热 处理，在升温速率为3 l(TC /min的条件下，将高温炉的温度升至600 800°C ，保温处理 0. 5 8h ;四、在步骤三处理后的工件A的纤维布表面涂覆一层含有聚氨酯封装正十八烷 微胶囊的树脂，即得到多层隔热材料，其中步骤一中含Al-Si合金的改性粘结剂和含硫酸 钠的改性粘结剂的制作方法为将氧化铝封装Al-Si合金和氧化铝封装硫酸钠分别倒入硅 酸铝基高温粘结剂中搅拌混合，即得到含Al-Si合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结 剂，其中氧化铝封装A1-Si合金与高温粘结剂的质量比为35 45 : 2，氧化铝封装硫酸钠 与高温粘结剂的质量比为35 45 : 2。 本实施方式步骤一中氧化铝封装A1-Si合金的制作方法如下将5 IO微米大小 的Al-Si合金放入高温炉中处理30min 2h，在其表面形成0. 1 1微米厚的A1203壳，即 得到氧化铝封装Al-Si合金；本实施方式步骤一中氧化铝封装Al-Si合金还可以通过以下 方法的制作以Si02、Zr02或A1203溶胶凝胶为壳，以Al-Si合金为芯，利用封装技术即制作 得到氧化铝封装Al-Si合金。 本实施方式步骤一中氧化铝封装硫酸钠的制作方法如下以A1203溶胶凝胶为壳，以硫酸钠为芯，利用封装技术即制作得到氧化铝封装硫酸钠。 本实施方式步骤一中纤维纸的平整面作为最外侧。 本实施方式步骤二先放入通风橱中是为了使一部分溶剂缓慢挥发，并尽量减少胶 层的收縮。 本实施方式步骤二中固化是为了使试样充分干燥硬化。 本实施方式步骤四中含有聚氨酯封装正十八烷微胶囊的树脂的制作方法如下以 聚氨酯胶为囊壁，以正十八烷囊芯，通过原位聚合法即制作得到含有聚氨酯封装正十八烷 微胶囊的树脂。 本实施方式步骤一中工件A的结构示意图如图1所示，其中"1"表示纤维布，"2" 表示3 5mm厚的隔热毡，"3"表示含Al-Si合金的改性粘结剂，"4"表示3 10mm厚的隔 热毡，"5"表示含硫酸钠的改性粘结剂，"6"表示10 50mm厚的隔热毡，"7"表示纤维网。 本实施方式隔热材料可耐800 1200°C的高温，能满足6 15Ma飞行器大面积中 温区防/隔热要求，在相同的使用条件下，与现有的隔热材料相比，本实施方式制备得到多 层隔热材料厚度减少了 20% 30%，提高了载荷。 具体实施方式二 本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层隔热材料的制备方法，其特征在于多层隔热材料的制备方法按照以下步骤进行制备：一、将纤维布、３～５ｍｍ厚的隔热毡、３～１０ｍｍ厚的隔热毡、１０～５０ｍｍ厚的隔热毡和纤维网依次粘结在一起，得到工件Ａ，其中纤维布和３～５ｍｍ厚的隔热毡用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结，３～５ｍｍ厚的隔热毡和３～１０ｍｍ厚的隔热毡用１．５～２．５ｍｍ厚的含Ａｌ－Ｓｉ合金的改性粘结剂进行粘结，３～１０ｍｍ厚的隔热毡和１０～５０ｍｍ厚的隔热毡用１．５～２．５ｍｍ厚的含硫酸钠的改性粘结剂进行粘结进行粘结，１０～５０ｍｍ厚的隔热毡和纤维网用硅酸铝基高温粘结剂进行粘结；二、将工件Ａ放入通风橱中３０～６０ｈ，再将工件Ａ放入６０～６５℃的鼓风式烘箱内加热固化４５～７５ｈ，最后将工件Ａ的纤维网一侧加热至１０００～１１００℃，纤维布一侧加热至９０～１１０℃，保温５～７ｈ；三、在步骤二处理后的工件Ａ放入高温炉中进行热处理，在升温速率为３～１０℃／ｍｉｎ的条件下，将高温炉的温度升至６００～８００℃，保温处理０．５～８ｈ；四、在步骤三处理后的工件Ａ的纤维布表面涂覆一层含有聚氨酯封装正十八烷微胶囊的树脂，即得到多层隔热材料，其中步骤一中含Ａｌ－Ｓｉ合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂的制作方法为：将氧化铝封装Ａｌ－Ｓｉ合金和氧化铝封装硫酸钠分别倒入硅酸铝基高温粘结剂中搅拌混合，即得到含Ａｌ－Ｓｉ合金的改性粘结剂和含硫酸钠的改性粘结剂，其中氧化铝封装Ａｌ－Ｓｉ合金与高温粘结剂的质量比为３５～４５∶２，氧化铝封装硫酸钠与高温粘结剂的质量比为３５～４５∶２。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明伟，曾岗，赵轶杰，何飞，史丽萍，赫晓东，孙跃，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]