CN103724934A - 一种耐高温透波复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种耐高温透波复合材料及其制备方法。本材料是以石英纤维作为增强材料，以尿素和三聚氰胺改性后的酚醛树脂作为基体的耐高温透波复合材料，其中尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂的各组分重量组分为：酚醛树脂100份、尿素15～25份、三聚氰胺1～5份、氨水18～27份、硅油1～5份、硅烷0.1～0.6份、硫酸铵1～10份、蒸馏水150～250份，石英纤维为三维预成型或者2.5D编织方式编织的预成型，石英纤维在复合材料中的体积分数为20％～60％。本发明的主要优点是：(1)用本工艺制备的复合材料透波性能优异、耐高温性能和综合力学性能理想；(2)制备工艺简单、高效，可适应于工业生产的要求。

Description

一种耐高温透波复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，特别是涉及一种耐高温透波复合材料及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，透波材料的运用越来越广，人们对透波材料的性能也提出了越来越高的要求。因此，各国纷纷加强对高性能透波材料的研制力度，期望研制出一种高温介电性能、力学性能等综合性能优异的材料。在透波材料的研制中纤维增强透波复合材料又是其中一个重要发展方向。在各种增强纤维中，石英纤维的化学稳定性良好、抗热冲击、耐烧蚀、柔韧性好、容易编织成型，尤其是其优异的介电性能，非常适合航空、航天等透波领域的应用，也是目前国外在透波复合材料中采用最多的增强纤维。

酚醛树脂的力学性能和耐热性较佳，使用温度高，而改性后的酚醛树脂通过石英纤维的增强，可以满足飞行器高温使用的需要，但是酚醛树脂固化后容易分层，介电损耗较大，所以改进石英纤维增强的酚醛树脂基复合材料的生产工艺和配方，使复合材料中两种材料的优良特性都得到最大的发挥，便成为该材料研制的重点。

专利号CN 101831178 A的专利提出来一种石英纤维增强复合材料及其制备方法，用该方法制备的石英纤维复合材料具有很好的介电性能、透波率高、耐超大功率密度微波长时间加热的能力强、耐候性好、刚性好等优点。但该方法制备材料工艺相对来说比较复杂，使得其制作成本较高，限制了其实际运用。

专利号CN 101955666 A的中国专利公布了一种玻璃纤维增强热固性树脂基复合材料的制备方法，用该方法所制备的复合材料具有优异的介电性能、出色的综合力学性能、耐高温性能和耐湿性能，但是本专利用的玻璃纤维由于本身的纯度低于石英纤维，所以它的耐高温性能和透波性能都较石英纤维增强的材料差，再者该方法中玻璃纤维增强材料的形式是玻璃纤维布，这样形成的复合材料容易造成层间的断裂，造成其应用范围有一定的局限性。

发明内容

本实发明旨在提供一种耐高温透波复合材料及其制备方法。本材料是以石英纤维作为增强材料，以尿素和三聚氰胺改性后的酚醛树脂作为基体的耐高温透波复合材料，其中尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂的各组分重量组分为：酚醛树脂100份、尿素15～25份、三聚氰胺1～5份、氨水18～27份、硅油1～5份、硅烷0.1～0.6份、硫酸铵1～10份、蒸馏水150～250份，石英纤维为三维预成型或者2.5D编织方式编织的预成型，石英纤维在复合材料中的体积分数为20％～60％。

一种耐高温透波复合材料的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)三维预成型或者2.5D编织方式编织石英纤维；

(2)将编织好的石英纤维用丙酮处理20～40小时后烘干和热处理；

(3)用尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂材料真空和压力浸渍石英纤维2～12次，并取出晾干，然后加工成需要的形状；

(4)将材料加工后，在压力1.5～3KPa、温度100～200℃条件下固化10～60min。

本发明的主要优点是：(1)用本工艺制备的复合材料透波性能优异、耐高温性能和综合力学性能理想；(2)制备工艺简单、高效，可适应于工业生产的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

以石英纤维作为增强材料，以尿素和三聚氰胺改性后的酚醛树脂作为基体的耐高温透波复合材料，其中尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂的各组分重量组分为：酚醛树脂100份、尿素20份、三聚氰胺2份、氨水18份、硅油2份、硅烷0.2份、硫酸铵4份、蒸馏水190份，石英纤维为三维预成型的方式编织，石英纤维在复合材料中的体积分数为30％。

一种耐高温透波复合材料的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)三维预成型的方式编织石英纤维；

(2)将编织好的石英纤维用丙酮处理30小时后烘干和热处理；

(3)用尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂材料真空和压力浸渍石英纤维5次，并取出晾干，然后加工成需要的形状；

(4)将材料加工后，在压力1.5KPa、温度150℃条件下固化20min。

实施例2

以石英纤维作为增强材料，以尿素和三聚氰胺改性后的酚醛树脂作为基体的耐高温透波复合材料，其中尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂的各组分重量组分为：酚醛树脂100份、尿素21份、三聚氰胺4份、氨水21份、硅油2份、硅烷0.4份、硫酸铵5份、蒸馏水210份，石英纤维为2.5D编织方式编织预成型，石英纤维在复合材料中的体积分数为40％。

一种耐高温透波复合材料的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)2.5D编织方式编织石英纤维；

(2)将编织好的石英纤维用丙酮处理32小时后烘干和热处理；

(3)用尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂材料真空和压力浸渍石英纤维6次，并取出晾干，然后加工成需要的形状；

(4)将材料加工后，在压力2KPa、温度170℃条件下固化30min。

上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种耐高温透波复合材料及其制备方法，其特征在于所述复合材料是以石英纤维作为增强材料，以尿素和三聚氰胺改性后的酚醛树脂作为基体的耐高温透波复合材料。

2.根据权利要求1所述的耐高温透波复合材料，其特征在于所述尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂的各组分重量组分为：酚醛树脂100份、尿素15～25份、三聚氰胺1～5份、氨水18～27份、硅油1～5份、硅烷0.1～0.6份、硫酸铵1～10份、蒸馏水150～250份。

3.根据权利要求1所述的耐高温透波复合材料，其特征在于所述石英纤维为三维预成型或者2.5D编织方式编织的预成型，其中石英纤维在复合材料中的体积分数为20％～60％。

4.一种耐高温透波复合材料的制备方法，其特征在于包括下述顺序的步骤：

(1)按照权利要求3所述编织石英纤维；

(2)将编织好的石英纤维用丙酮处理20～40小时后烘干和热处理；

(3)用尿素和三聚氰胺改性的酚醛树脂材料真空和压力浸渍石英纤维2～12次，并取出晾干，然后加工成需要的形状；

(4)将材料加工后，在压力1.5～3KPa、温度100～200℃条件下固化10～60min。