[发明专利]一种气相沉积法制备树脂基复合材料外防护结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂基复合材料外防护结构的制备方法。

背景技术

当前树脂基复合材料基体中普遍应用的聚酯树脂、环氧树脂、双马树脂、聚酰亚胺树脂甚至氰酸酯树脂，适用温度不超过400℃，已经远不能够满足超高温、强冲刷、短时程的空气动力学烧蚀的实际工况，造成现行树脂基复合材料基体发生裂解反应和结构的急速破坏，并丧失结构特性，从而失去树脂基复合材料在这一特定领域的应用前景。

发明内容

本发明的目的是要解决现有树脂基复合材料不能够满足超高温、强冲刷及短时程的空气动力学冲刷烧蚀的问题，而提供一种气相沉积法制备树脂基复合材料外防护结构的方法。

一种气相沉积法制备树脂基复合材料外防护结构的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、树脂基复合材料基材外表面处理：采用喷砂方式或80#砂纸均匀打磨树脂基复合材料基材外表面，然后采用丙酮清洗2～4次，再采用乙酸乙酯清洗清洗2～4次，干燥至恒重即得到外表面处理后的树脂基复合材料基材；二、调配改性树脂：将步骤二得到的改性树脂加入到喷涂机中，在搅拌速度为40r/min～80r/min下将三官能团环氧树脂、固化剂、改性剂、促进剂和分散剂搅拌均匀，然后在搅拌速度为40r/min～80r/min下加入稀释剂，稀释至粘度为19m²/s～25m²/s为止，即得到改性树脂；三、喷涂沉积：在压力为0.2MPa～0.5MPa、沉积速率为0.1mm/min～0.2mm/min的条件下将步骤二制备的改性树脂均匀喷涂到步骤一得到外表面处理后树脂基复合材料基材的外表面，沉积8min～12min，即得到厚度为1.5mm～2.5mm改性树脂外防护结构层的待固化材料；四、固化：以升温速度为8℃/min～12℃/min将步骤三制备的厚度为1.5mm～2.5mm改性树脂外防护结构层的待固化材料从室温升温至75℃～85℃，并在75℃～85℃下恒温固化8min～12min，然后继续以升温速度为8℃/min～12℃/min升温至135℃～145℃，并在135℃～145℃恒温固化8min～12min，然后继续以升温速度为8℃/min～12℃/min升温至160℃～170℃，并在160℃～170℃下固化25min～35min，自然冷却至20℃～60℃后，即得到树脂基复合材料外防护结构；步骤二中所述的三官能团环氧树脂与固化剂的质量比为100∶(10～15)；步骤二中所述的三官能团环氧树脂与改性剂的质量比为100∶(100～120)；步骤二中所述的三官能团环氧树脂与促进剂的质量比为100∶(5～10)；步骤二中所述的三官能团环氧树脂与分散剂的质量比为100∶(5～10)。

本发明的优点：一、本发明采用气相沉积法将改性树脂成功附着在树脂基复合材料外表面，形成外防护结构，突破了当前树脂基复合材料基体中普遍应用的聚酯树脂、环氧树脂、双马树脂、聚酰亚胺树脂甚至氰酸酯树脂，适用温度不超过400℃，已经远不能够满足超高温、强冲刷、短时程的空气动力学烧蚀的实际工况，造成现行树脂基复合材料基体发生裂解反应和结构的急速破坏，并丧失结构特性，从而失去树脂基复合材料在这一特定领域的应用前景；二、本发明解决了在满足和发挥树脂基复合材料结构性能可设计、成型工艺简便等传统优势的基础上，很好地解决了耐高温抗冲刷树脂基体材料的选择及成型工艺，大大提高其耐高温性和抗冲刷性，经过模拟试验验证和实际工况考核，改性树脂与基体材料的界面性能优良，气相沉积工艺实施过程稳定受控，热防护效能明显提高，能够经历1000℃及以上高温爆炸颗粒气流的多次冲刷，已成为结构功能一体化复合材料制品外防护结构制备过程的关键环节；三、本发明制备的带有外防护结构树脂基复合材料，能满足强冲刷及短时程的空气动力学冲刷烧蚀；且外防护结构以分子键和化学键附着在树脂基复合材料的表面，在强冲刷和短时程的空气动力学冲刷烧蚀的情况下外防护结构不会与树脂基复合材料分离。

附图说明

图1是试验一制备的带有外防护结构的树脂基复合材料结构示意图；图2是图1沿A-A的剖视图。

具体实施方案

具体实施方式一：本实施方式是一种气相沉积法制备树脂基复合材料外防护结构的方法，具体是按以下步骤完成的：