一种热防护烧蚀材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103087464A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103087464103087464A(43)申请公布日2013.05.08(21)申请号201310042088.9C08K7/00(2006.01)(22)申请日2013.02.01C08K3/04(2006.01)C08K7/28(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学B29C35/02(2006.01)地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人吴晓宏秦伟彭得群陆小龙(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人王艳萍(51)Int.Cl.C08L61/06(2006.01)C08L61/14(2006.01)C08K13/06(2006.01)C08K9/06(2006.01)C08K9/02(2006.01)C08K7/06(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称一种热防护烧蚀材料的制备方法(57)摘要一种热防护烧蚀材料的制备方法，本发明涉及热防护材料的制备方法。本发明是要解决现有的以酚醛树脂为基体的碳化型轻质烧蚀材料的密度高的技术问题。本方法：将硼酚醛树脂制成硼酚醛树脂丙酮溶液，再将短切碳纤维清洗、氧化后用偶联剂处理，接着将混合均匀的微球填料、碳纳米管和短切碳纤维加入到硼酚醛树脂溶液中，混合均匀，静置使丙酮挥发，得到混合膏，将切割成模具内腔形状的酚醛蜂窝放进模具内，再将混合膏填入酚醛蜂窝中，得复合坯体；复合坯体固化成型后得热防护烧蚀材料。本材料密度低至0.2～0.4g/cm3，线烧蚀率为0.033～0.035mm/s，质量烧蚀率为0.0167～0.0187g/s。可用于航天器热防护材料用。CN103087464ACN1038746ACN103087464A权利要求书1/2页1.一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、先按质量百分比称取30％～60％的硼酚醛树脂和40％～70％的微球填料，再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的1％～20％称取碳纳米管，再按按硼酚醛树脂和微球填料总质量的1～3％称取短切碳纤维；再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的0.5％～2％称取偶联剂；二、将步骤一称取的短切碳纤维浸没于丙酮中浸泡12～20h，用蒸馏水漂洗干净后烘干，然后再将短切碳纤维浸没于浓度为68％的浓硝酸中浸泡2～3h，再用蒸馏水漂洗干净后烘干，最后将短切碳纤维浸没于浓度为1％的KH550偶联剂水溶液中浸泡并超声处理1～2h，再用蒸馏水漂洗干净后烘干，得到表面处理后的短切碳纤维；三、将步骤一称取的硼酚醛树脂溶解于丙酮中，得到硼酚醛树脂溶液；四、先将步骤一称取的微球填料、碳纳米管和经步骤二表面处理后的短切碳纤维混合均匀，加入到步骤三制备的硼酚醛树脂溶液中，超声分散均匀，然后再加入步骤一称取的偶联剂，超声分散均匀，得到混合液；再将混合液静置使丙酮挥发，得到混合膏；五、将模具内表面涂覆一层脱模剂，然后将切割成模具内腔形状的酚醛蜂窝放进模具内，再将步骤四得到的混合膏填充进酚醛蜂窝中，得到复合坯体；固化成型后得到热防护烧蚀材料。2.根据权利要求1所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的硼酚醛树脂热解残炭率≥70％。3.根据权利要求1或2所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的微球填料为玻璃空心微球、酚醛空心微球或两种材料按任意比的组合。4.根据权利要求3所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤一中的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求3所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤一中先按质量百分比称取40％～55％的硼酚醛树脂和45％～60％的微球填料，再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的5％～10％称取碳纳米管，再按按硼酚醛树脂和微球填料总质量的1.5～2.5％称取短切碳纤维，再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的1％～1.5％称取偶联剂。6.根据权利要求3所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤一中先按质量百分比称取50％的硼酚醛树脂和50％的微球填料，再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的8％称取碳纳米管，再按按硼酚醛树脂和微球填料总质量的2％称取短切碳纤维，再按硼酚醛树脂和微球填料总质量的1.2％称取偶联剂。7.根据权利要求3所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤二中硼酚醛树脂溶解于丙酮中时，硼酚醛树脂的质量与丙酮的体积的比为1g∶25～100mL。8.根据权利要求3所述的一种热防护烧蚀材料的制备方法，其特征在于步骤四中超声分散时，超声的频率