[发明专利]一种耐烧蚀气凝胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐烧蚀气凝胶复合材料及其制备方法。耐烧蚀气凝胶复合材料的制备方法包括：步骤一：将相变材料熔融并加入多孔材料中，制得吸热层；步骤二：在吸热层的表面喷涂隔热涂层并烘干；步骤三：将若干连续纤维增强树脂复合材料、步骤二中喷涂隔热涂层的吸热层进行层叠铺放得到层叠体，并将层叠体的侧面涂敷耐高温树脂胶液密封，经热压固化得到耐烧蚀气凝胶复合材料；若干连续纤维增强树脂复合材料形成耐烧蚀层。耐烧蚀气凝胶复合材料由耐烧蚀气凝胶复合材料的制备方法制备而成。本发明制得的耐烧蚀气凝胶复合材料在隔热的同时还能吸热来减少热量扩散，延长烧蚀时间，扩大应用范围，兼顾耐高温性能的同时还满足对耐烧蚀材料薄度的需求。

技术领域

本发明涉及热防护材料技术领域，尤其涉及一种耐烧蚀气凝胶复合材料及其制备方法。

背景技术

热防护复合材料通常是一种为保证飞行器在特殊的气动热环境下正常工作的专用功能复合材料，其不但要防护飞行器在气动热环境中免遭烧毁损坏，而且要使被防护的结构及其内部的装置温度保持在给定的温度范围内，不致因热量传入过多而影响使用。目前，热防护复合材料应用越来越广泛，如用在新能源汽车的动力电池上，这也对对热防护复合材料的性能要求越来越高，不仅要满足阻燃、隔热性能，还要具备质轻、高机械强度等性能。

传统的热防护材料常常使用阻燃树脂浆料浸渍的纤维增强材料，并通过增加热防护层的用量来优化隔热性能。但是，纤维增强树脂材料的密度往往较高，厚度较大，而在动力电池领域应用时，电池模组又往往需求厚度更薄的耐烧蚀材料，因此，如何保证耐烧蚀材料在具备较薄的厚度仍具有较高性能，成为目前对耐烧蚀材料的研究亟需解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐烧蚀气凝胶复合材料的制备方法，以同时兼顾耐烧蚀气凝胶复合材料的薄度和耐高温性能；本发明的目的还在于提供一种耐烧蚀气凝胶复合材料，在隔热的同时还进行吸热来减少热量的扩散，进而延长烧蚀时间，扩大应用范围。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种耐烧蚀气凝胶复合材料的制备方法，包括：

步骤一：将相变材料熔融并加入多孔材料中，制得吸热层；

步骤二：在吸热层的表面喷涂隔热涂层并烘干；

步骤三：将若干连续纤维增强树脂复合材料、步骤二中喷涂隔热涂层的吸热层进行层叠铺放得到层叠体，并将层叠体的侧面涂敷耐高温树脂胶液密封，经热压固化得到耐烧蚀气凝胶复合材料；若干连续纤维增强树脂复合材料形成耐烧蚀层。

进一步的，步骤三中，层叠体还包括防护层，所述防护层紧贴吸热层铺放设置。

进一步的，耐烧蚀层的厚度为0.5mm~1.2mm，吸热层的厚度为0.1mm~0.4mm，防护层的厚度为0.8mm~1.5mm。

优选的，步骤二中的烘干温度为50~90℃，烘干时间为3~24h；步骤三中的热压温度为100~180℃，热压时间为15min~100min。

优选的，步骤一中的相变材料采用多元醇类、水合盐组分中的一种或两种的混合。

优选的，步骤一中的多孔材料采用开孔泡沫材料或纤维织物。

优选的，步骤二中的隔热涂层采用含气凝胶的浆料，按重量组分计算包括气凝胶粉10~50%、胶粘剂20~50%、分散剂1~5%、水50~80%、成膜助剂1~5%；胶粘剂为硅溶胶、铝溶胶、钠水玻璃、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸乳液、乳胶粉、改性淀粉、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；所述分散剂为焦磷酸钠、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、硬脂酰胺、山梨醇聚醚四油酸酯、纤维素和聚乙二醇的一种或多种；所述成膜助剂为苯甲醇、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚、醇酯-12中的一种或多种。