一種耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐燒蝕復(fù)合材料的成型工藝。成型工藝為先用無機(jī)填料對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，然后將增強(qiáng)纖維放在溶劑中超聲振動30min左右，再將改性樹脂和增強(qiáng)纖維球磨混合，高速攪拌分散30min，調(diào)節(jié)混合物粘度控制在50-90s，所得復(fù)合材料采用噴涂工藝一次性成型。噴槍為高粘度噴槍，噴嘴的直徑為2.2mm。噴涂的復(fù)合涂層的平均厚度約0.1mm，在烘箱中180℃固化30min。該工藝是樹脂和纖維混合一次性噴涂成型，工藝簡單，易操作，所得復(fù)合材料具有優(yōu)異耐燒蝕性。
【專利說明】一種耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐燒蝕復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種耐燒蝕有機(jī)硅復(fù)合材料的成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著航空航天空間技術(shù)的發(fā)展，對耐燒蝕復(fù)合材料的耐燒蝕性和耐熱性有更高的要求。而耐燒蝕樹脂基復(fù)合材料成型工藝是對燒蝕材料性能影響重要因素之一。現(xiàn)階段我國耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝應(yīng)用較為廣泛的有模壓成型工藝，拉擠成型工藝，纏繞成型工藝和RTM成型工藝等，但它們本身都存在一些缺點限制它的使用范圍。如模壓成型模具制作復(fù)雜，壓力要求嚴(yán)格；RTM成型工藝?yán)w維和樹脂浸潤不完全，不適合制造大尺寸復(fù)合材料，脫模困難。且普遍存在需要高溫加壓，纖維與樹脂浸潰效果差的問題。
[0003]隨著噴涂工藝技術(shù)不斷改進(jìn)發(fā)展，其在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，通常用于制備單一涂層和復(fù)合涂層。黃裕文等人研究了一種帶纖維涂料的噴涂工藝，制備出的復(fù)合涂層性能優(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決了傳統(tǒng)耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝生產(chǎn)效率低，間歇生產(chǎn)，工藝設(shè)備復(fù)雜和工藝條件苛刻高溫加壓等問題，提供了一種耐燒蝕有機(jī)硅復(fù)合材料一次性成型工藝。該工藝是樹脂和纖維混合一次性噴涂成型，工藝簡單，易操作，所得復(fù)合材料具有優(yōu)異耐燒蝕性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:
[0006]一種耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝，其特征在于:先用無機(jī)填料對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，然后將增強(qiáng)纖維放在溶劑中超聲振動30min左右，再將改性樹脂和增強(qiáng)纖維球磨混合，高速攪拌分散30min，調(diào)節(jié)混合物粘度控制在50-90s，所得復(fù)合材料采用噴涂工藝一次性成型。噴槍為高粘度噴槍，噴嘴的直徑為2.2mm。噴涂的復(fù)合材料的平均厚度約0.1mm，在烘箱中180°C固化30min。
[0007]作為優(yōu)選，上述耐燒蝕復(fù)合材料，其組分包括有機(jī)硅樹脂，纖維材料，氧化鋯，玻璃粉，硅烷偶聯(lián)劑，溶劑適量。
[0008]作為優(yōu)選，所述的纖維材料為玻璃纖維，高硅氧纖維，碳纖維或尼龍纖維中的一種。
[0009]作為優(yōu)選，所述的纖維材料重量比為耐燒蝕復(fù)合材料總量的20% -30%。纖維材料作為增強(qiáng)體，提高材料耐燒蝕和機(jī)械性能，選擇短切纖維，長度大概2-4mm。
[0010]作為優(yōu)選，所述的氧化鋯為325目，氧化鋯具有高熱穩(wěn)定性，高耐磨，高耐燒蝕性，是一種有效的耐燒蝕填料。
[0011]作為優(yōu)選，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550，Y-氨丙基三乙氧基硅烷。KH-550含有兩種不同性質(zhì)官能團(tuán)可以分別與樹脂和無機(jī)填料以化學(xué)鍵聯(lián)接起來，起到架橋的作用。[0012]作為優(yōu)選，所述的溶劑為甲苯和正丁醇。甲苯與正丁醇體積比為1:1。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比優(yōu)點如下:
[0014]1.現(xiàn)有常有的耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝如模壓工藝、拉擠工藝、RTM等，它們都需要經(jīng)歷在高溫加壓下注入樹脂，再浸潰增強(qiáng)體后固化脫模兩道工藝，而本發(fā)明選擇將樹脂、填料、短切纖維混合均勻一次性噴涂成型，纖維與樹脂相互浸潰完全，減少空隙率；降低大型模具制作困難；工藝簡單，易操作。
[0015]2.此噴涂工藝使樹脂、增強(qiáng)體、耐燒蝕填料充分接觸，加強(qiáng)其浸潤性和分散性,更大程度發(fā)揮了增強(qiáng)體、填料作用，均勻分布支撐耐燒蝕“炭層”，提高復(fù)合材料的耐燒蝕性和高溫?zé)岱€(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:先用氧化鋯金屬氧化物對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，然后將增強(qiáng)纖維放在溶劑中超聲振動30min左右，再將改性樹脂和增強(qiáng)纖維球磨混合，高速攪拌分散30min，調(diào)節(jié)混合物粘度控制在50-90s。所得復(fù)合材料采用噴涂工藝一次性成型。噴槍為高粘度噴槍，噴嘴的直徑為2.2mm。噴涂的復(fù)合材料的平均厚度約0.1mm，在烘箱中180°C固化30min，進(jìn)行耐燒蝕測試。該復(fù)合材料線燒蝕率為0.034mm/s，質(zhì)量燒蝕率0.0447g/s。
[0017]實施例2:先用氧化鋯和玻璃粉共同對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，然后將增強(qiáng)纖維放在溶劑中超聲振動30min左右，再將改性樹脂和增強(qiáng)纖維球磨混合，高速攪拌分散30min，調(diào)節(jié)混合物粘度控制在50-90s。所得復(fù)合材料采用噴涂工藝一次性成型。噴槍為高粘度噴槍，噴嘴的直徑為2.2mm。噴涂的復(fù)合材料的平均厚度約0.1mm，在烘箱中180°C固化30min，進(jìn)行耐燒蝕測試。該復(fù)合材料線燒蝕率為0.048mm/s，質(zhì)量燒蝕率0.0624g/s。
【權(quán)利要求】
1.一種耐燒蝕復(fù)合材料成型工藝，其特征在于:先用無機(jī)填料對有機(jī)硅樹脂進(jìn)行改性，然后將增強(qiáng)纖維放在溶劑中超聲振動30min左右，再將改性樹脂和增強(qiáng)纖維球磨混合，高速攪拌分散30min，調(diào)節(jié)混合物粘度控制在50-90s，所得復(fù)合材料采用噴涂工藝一次性成型；噴槍為高粘度噴槍，噴嘴的直徑為2.2mm，噴涂的復(fù)合材料的平均厚度約0.1mm，在烘箱中180°C固化30min。
2.一種耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于，組分包括有機(jī)硅樹脂，纖維材料，氧化鋯，玻璃粉，硅烷偶聯(lián)劑，溶劑適量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于:所述的纖維材料為玻璃纖維，高硅氧纖維，碳纖維或尼龍纖維中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于:所述的纖維材料重量比為耐燒蝕復(fù)合材料總量的20% -30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于:所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH-550, Y-氣丙基二乙氧基娃燒。
6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于:所述的溶劑為甲苯，正丁醇，異丙醇一種或幾種混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的耐燒蝕復(fù)合材料，其特征在于:甲苯與正丁醇體積比為I: 10
【文檔編號】C08K3/22GK103786292SQ201410023941
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】吳曉青, 白麗, 魏俊富 申請人:天津工業(yè)大學(xué)