CN110978568B - 一种纺织刚性热防护材料及其rtm成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法。所述成型方法包括装模的步骤、注胶的步骤和固化的步骤；在注胶的步骤中，采用变压力注胶法进行注胶；所述变压力注胶法包括：(ⅰ)对模具进行抽真空，真空度不低于‑0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和(ⅱ)打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa‑0.05MPa，每5min增加0.01MPa‑0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。本发明提供的成型方法将注胶压力控制在0.1MPa以下，并使用变压力注胶方法，避免预制体在注胶压力的急剧增大下出现高度上的滑移进而出现横向褶皱。

Description

一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法
技术领域
本发明涉及热防护材料技术领域，尤其涉及一种纺织刚性热防护材料及其RTM成型方法。
背景技术
热防护技术是保证航天器在上升段和再入段的外部加热环境下不至于发生过热和烧毁的一项关键技术。热防护的目的是设计吸收或耗散气动加热，实现热防护关键技术是各种防热结构和材料的选用。根据热防护材料的刚柔性可以把热防护材料分为纺织刚性热防护材料和纺织柔性热防护材料。纺织刚性热防护材料主要是指用作各种在高温条件下工作的结构件与非结构件热防护层的高性能纤维材料或与高性能树脂组合而形成的纤维复合材料。由于纺织刚性热防护材料更多情况下的使用场合温度高于纺织柔性热防护材料，因此纺织刚性热防护材料已在航空航天、电子电气、冶金、消防等方面得到广泛的应用。
传统方法一般是将热防护材料(包括纺织刚性热防护材料)分块成型，然后再将分块成型得到的材料一一地粘接在金属舱体表面相应位置从而在金属舱体表面复合上热防护材料。但是分块成型方法存在工序长，加工复杂繁琐额问题，并且零部件级粘接后，产品表面会存在拼接缝隙，使用时存在风险。因此，热防护材料一体化整体成型已成为产品设计的趋势，一体化整体成型的热防护产品不仅可以提高产品的整体性和可靠性，并且简化了生产工序，提高了生产效率。
一体化整体成型工艺一般是利用树脂传递模塑工艺((Resin TransferMoulding，RTM)完成的，将树脂注入到闭合模具中浸润纤维预制体，经固化得到复合材料产品。树脂传递模塑工艺是一种闭模成型技术，具有成型后的产品外观质量好、可整体成型、低成本等特性。目前，树脂传递模塑工艺已经成为制备纺织刚性热防护材料的最为常见的一体化成型方法之一。
但是，申请人研发团队在利用树脂传递模塑工艺来制备一体化的热防护材料时发现了一些新问题。围绕发现的新问题，研发团队开展了研究。
基于所获得的研究成果，申请人提出了本申请。
发明内容
申请人研发团队在利用树脂传递模塑工艺来制备一体化的热防护材料时发现：当纤维预制体的密度较大时，制得的热防护材料的密度也较大(其它条件都相同，纤维预制体密度为唯一变量的情况下)，不符合热防护材料轻量化要求，因此，为了满足轻量化要求，当申请人研发团队采用密度较小的纤维预制体制备热防护材料时，利用现有的树脂传递模塑工艺一体化成型时所获得的复合材料的外观质量下降，尤其是端面容易变形，另外，复合材料也容易出现横向褶皱，这些问题都会对复合材料的性能有所影响。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种纺织刚性热防护材料的RTM成型方法，包括装模的步骤、注胶的步骤和固化的步骤，在注胶的步骤中，采用变压力注胶法进行注胶；所述变压力注胶法包括：(ⅰ)对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和(ⅱ)打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa-0.05MPa，每5min增加0.01MPa-0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。
优选地，在装模的步骤中，所用的纤维预制体为密度为0.25g/cm3-0.45g/cm3的纤维预制体。
优选地，所述纤维预制体的内表面衬有平纹纤维布；和
在装模的步骤中，将模具中的芯模竖直放置，然后将纤维预制体套入芯模，向下拖拽预制体内表面的平纹纤维布，直到纤维预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；纤维预制体套装到位后，将两端的平纹纤维布除去。
优选地，所述纤维预制体为由纤维编织物构成的多层复合结构，复合方法可选为针刺法、叠层缝合法、细编穿刺法中的任一种；
优选地，所述纤维编织物为采用无机纤维编织而成的纤维编织物；
进一步优选地，所述无机纤维为玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氧化硅纤维、钇铝石榴石纤维、莫来石纤维中的任一种或多种，最优选为玻璃纤维和/或石英纤维。
优选地，在注胶步骤中，所用的胶液包含树脂、固化剂和溶剂；
所述树脂为酚醛树脂；
所述固化剂为六亚甲基四胺、苯胺、多聚甲醛中的任一种或多种；和/或
所述溶剂为醇类溶剂，可选为乙醇、丙醇、异丙醇中的任一种或多种。
优选地，所述固化按照如下方法进行：
在100-110℃的温度条件下保温20-24h，然后冷却至室温。
优选地，所述纺织刚性热防护材料的形状为筒状；
所述纺织刚性热防护材料包括筒状的纤维预制体和与所述纤维预制体复合的树脂材料。
优选地，在注胶的步骤中，每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶。
优选地，所述方法包括如下步骤：
(1)装模的步骤：将模具中的芯模竖直放置，然后将纤维预制体套入芯模，向下拖拽预制体内表面的平纹纤维布，直到纤维预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；纤维预制体套装到位后，将两端的平纹纤维布除去；
(2)注胶的步骤：对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于30min；打开高压气源阀门，将压力调整为0.02MPa，每隔5min增加0.01MPa,但最高不能超过0.1Mpa，直到出胶为止；每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶；和
(3)固化的步骤：将模具在100-110℃的温度条件下保温20-24h，然后冷却至室温，完成固化。
一种纺织刚性热防护材料，采用本发明提供的成型方法制得。
有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的成型方法在纤维预制体内部设计平纹纤维布对预制体装模过程进行引导，避免在端面直接拖拽预制体造成端面的变形和外观质量的下降。
本发明提供的成型方法将注胶压力控制在0.1MPa以下，并使用变压力注胶方法，避免预制体在注胶压力的急剧增大下出现高度上的滑移进而出现横向褶皱。
本发明制得的纺织刚性热防护材料密度低(在1.0g/m3以下)、隔热及耐热性能优异(导热系数在0.1W/(m·K))以下、对温度、压力及气流冲刷的变化都显示出特有的性能稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例1所用的变直径的筒状纤维预制体的结构示意图；阴影部分表示纤维预制体内部设置的平纹纤维布的余量大小；
图2是成型模具的结构示意图；
图中，11-纤维预制体；12-平纹纤维布；21-上盖板；22-下盖板；23-前半模；24-左半模；25-右半模。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种纺织刚性热防护材料的成型方法。
纺织刚性热防护材料
所述纺织刚性热防护材料包括增强体和基体，增强体为纤维预制体，基体即与纤维预制体复合的树脂材料。这一复合材料可以与金属舱体的外表面复合，覆盖在金属舱体的外部，起到热防护的作用。
本发明提供的这一热防护材料适用于舱段形状为筒状的金属舱体，因此其在形状上为筒状结构。筒状结构的热防护材料的内表面适配于金属舱体的外表面，使用时，可将热防护材料套接在金属舱体上。
[纤维预制体]
所述纤维预制体为由纤维编织物构成的多层复合结构，多层纤维编织物的复合方法可选为针刺法、叠层缝合法、细编穿刺法中的任一种。如前文所述，当金属舱体的舱段形状为筒状时，纤维预制体的形状则为筒状结构，可以实现与金属舱体的套装。
所述纤维编织物优选为采用无机纤维编织而成的纤维编织物。无机纤维的种类可以为玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氧化硅纤维、钇铝石榴石纤维、莫来石纤维中的任一种或多种，最优选为玻璃纤维和/或石英纤维。
在一些优选的实施方式中，本发明采用低密度纤维预制体以实现复合材料轻量化的要求。更准确地，本发明采用密度为0.25g/cm3-0.45g/cm3的纤维预制体作为增强体来制备复合材料。
发明人在研究过程中发现，采用低密度的纤维预制体来制备复合材料时，预制体密度较小，装模时如果直接在预制体端面进行拖拽的话，会造成端面密度不均匀，外观质量下降。另外，纤维预制体在树脂冲刷的条件下，易出现横向褶皱。外观质量的下降会对热防护材料的隔热性能、抗冲刷、耐烧蚀产生一定的影响。针对发现的这一问题，本发明提出了改进的成型工艺(下文进行详细的介绍)，同时也对纤维预制体进行了优化使其适用于改进后的成型工艺。
具体地，所述纤维预制体的内表面衬有平纹纤维布，用来对纤维预制体装模过程进行引导和拖拽，避免在端面直接拖拽纤维预制体造成端面的变形和外观质量的下降。在装模的步骤中，将模具中的芯模竖直放置，然后将内衬有平纹纤维布的纤维预制体套入芯模，向下拖拽平纹纤维布，直到纤维预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；纤维预制体套装到位后，将超出纤维预制体两端的余量平纹纤维布除去。例如，可以将超出纤维预制体两端的平纹纤维布用剪刀剪除，使平纹纤维布两端分别与纤维预制体两端平齐。
采用平纹纤维布内衬于纤维预制体的内表面作为引导材料具有两个优点，一是平纹纤维布的弹性较小，便于拖拽，二是平纹纤维布的孔隙较大，由于平纹纤维布位于最内侧，不易充分浸胶而影响增强体效果，而采用平纹纤维布可避免出现这一问题。
另外，发明人还发现，采用厚度在0.5mm以下，优选为0.3-0.5mm、克重量为100-200g/m2的平纹纤维布的引导效果和最终成型效果最佳。当纤维预制体衬有的平纹纤维布厚度过大或密度过大时，一方面会出现纤维预制体不易向下拖拽的问题，另一方面就是在固化脱模后所得的复合材料的性能也有所影响。
[基体]
复合材料中的基体为树脂材料，在形态上可为气凝胶材料，从而使得复合材料具有气凝胶材料所具有的密度低、隔热效果好的优点。
在制备复合材料时，本发明优选采用酚醛树脂材料作为基体材料。此时，注胶时所用的胶液则为酚醛树脂体系，包含酚醛树脂、酚醛树脂固化剂和溶剂。
固化剂一般为六亚甲基四胺、苯胺、多聚甲醛中的任一种或多种。当然，还可以选用其它的可实现酚醛树脂固化的组分。
溶剂为醇类溶剂，可选为乙醇、丙醇、异丙醇中的任一种或多种，还可以选择丙酮、丁酮、乙腈、四氢呋喃、二氧六环等有机溶剂中的任一种或多种。
成型工艺
本发明所用的成型工艺为树脂传递模塑工艺，又被称为RTM。
[工艺步骤]
RTM成型法在工序上包括装模、注胶和固化。
装模的步骤：
装模就是将筒状结构的纤维预制体装入模具的步骤。本发明是将筒状结构的纤维预制体套接在模具的芯模上。由于纤维预制体的密度较小，套接时如果直接在纤维预制体端面进行拖拽的话，会造成端面密度不均匀，外观质量下降。针对发现的这一问题，本发明在纤维预制体的内部设计平纹纤维布。在装模时，将模具中的芯模竖直放置，然后将纤维预制体套入芯模，向下拖拽预制体内表面的平纹纤维布，避免直接拖拽纤维预制体，直到纤维预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；纤维预制体套装到位后，将超出纤维预制体两端的平纹纤维布除去。
本发明使用平纹纤维布对纤维预制体装模过程进行引导，避免在端面直接拖拽纤维预制体造成端面的变形和外观质量的下降。
在装模步骤中所用的纤维预制体请见[纤维预制体]这一部分所记载的内容，本发明在此不再对其进行说明。
注胶的步骤：
注胶就是将树脂体系注入模具中使其与纤维预制体浸渍复合的步骤。在注胶步骤中所用的树脂体系请见[基体]这一部分所记载的内容，本发明在此不再对其进行说明。
发明人在研究中发现，当纤维预制体的密度较小时，纤维预制体在树脂冲刷的条件下，易出现横向褶皱。为了解决这一问题，本发明在注胶阶段控制在0.1MPa以下，并使用变压力注胶方法以避免纤维预制体在注胶压力的急剧增大下出现高度上的滑移进而出现横向褶皱。具体地，本发明的注胶方法包括：
(ⅰ)对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和
(ⅱ)打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa-0.05MPa，每5min增加0.01MPa-0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。
更优选地，步骤(ⅱ)按照如下方法进行：打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa，每5min增加0.01MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止。
另外，在注胶的步骤中，每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶。
固化的步骤：
根据本发明所用的树脂体系，固化条件优选为：在100-110℃的温度条件下保温20-24h，然后冷却(例如，自然冷却)至室温。
[成型模具]
参考图2，RTM成型法所用的模具包括芯模、阴模、上盖板21和下盖板22；芯模用以套接纤维预制体；芯模、阴模、上盖板21和下盖板22之间围成可容置纤维预制体的模腔；阴模为分瓣结构，便于安装，包括前半模23、后半模、左半模24和右半模25；前半模23、左半模24、后半模和右半模25依次固接后围成所述阴模；
上盖板21上设置有第一限位装置、第二限位装置、第三限位装置、第四限位装置、第五限位装置；第一限位装置用以固定芯模上端，第二限位装置用以固定前半模23上端，第三限位装置用以固定后半模上端，第四限位装置用以固定左半模24上端，第五限位装置用以固定右半模25上端；
下盖板22上也设置有限位装置，用来固定芯模和分瓣的阴模；下盖板22上设置的限位装置分别为第六限位装置、第七限位装置、第八限位装置、第九限位装置、第十限位装置；第六限位装置用以固定芯模下端，第七限位装置用以固定前半模23下端，第八限位装置用以固定后半模下端，第九限位装置用以固定左半模24下端，第十限位装置用以固定右半模25下端。此处的限位装置在结构形式上可以参考现有技术，比如，可以为限位槽。
需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述结构，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对模具的限制。
术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
更为具体地，本发明提供的成型方法包括：
第一步：将筒状的纤维预制体套入芯模，向下拖拽纤维预制体内表面的平纹纤维布，直到预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；预制体套装到位后，将超出纤维预制体两端的余量平纹纤维布除去；
第二步：将芯模下端放置入下盖板22的第一限位装置(如限位槽)中，依次放置阴模的前半模23、后半模，安装时先使前后半模与下盖板22的限位装置对位，然后再向内推入；可以在下盖板上设置限位块用以对位，前后半模落下后再向内推入；
第三步：依次放置阴模的左半模24、右半模25，安装时先将模具(指左半模24和右半模25)放置下盖板22上与限位装置，再向内推入；穿入上下模紧固件(如紧固螺杆)，锁紧上下半模；
第四步：依次安装左半模24、右半模25外侧的压板，并紧固螺钉，将左半模24、右半模25向内推入顶紧，保证压板压紧后与上下模的间隙小于0.1mm；削掉端面挤出的密封条端头，再在密封条端头处涂抹硅酮密封胶；
第五步：安装上盖板21，并锁紧，可以通过紧固件(如紧固螺钉)锁紧，保证合模间隙小于0.1mm；
第六步：将模具整体翻转，取下下盖板22，安装盖板端面的密封条，削掉端面挤出的密封条端头，再在密封条端头处涂抹硅酮密封胶；安装下盖板22，并锁紧，可以通过紧固件(如紧固螺钉)锁紧，保证合模间隙小于0.1mm；测量各合模面的合模间隙，保证合模间隙不大于0.1mm；
第七步：安装模具上的进胶阀门(下端1个)和出胶阀门(顶面5个)，螺纹连接处用生料带至少缠绕10层以上，以防连接处漏胶；用耐压管件将模具上的注胶阀门与抽真空用接头系统连接起来，并与真空泵连接；
第八步：打开注胶阀门，关闭所有出胶阀门，对模具的气密性进行检查，真空度应不低于0.095MPa，并在停止抽真空后的5min内真空度不低于0.08MPa；
第九步：连接好RTM注胶罐与真空泵，打开注胶罐口盖，将配好的树脂倒入注胶罐内，锁紧注胶罐口盖，抽真空30min，真空表压不低于-0.095MPa；
第十步：关闭注胶孔阀门，打开模具出胶口阀门；对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于30min；
第十一步：打开高压气源阀门，将压力调整为0.02MPa，每隔5min增加0.01MPa，但最高为0.1Mpa，直到出胶为止；每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶；
第十二步：将压力表连接在三通上，用管(如塑料管)将三通和一个出胶阀门连接起来，三通的另一端连接一段带有开关阀门的管件(如塑料管)，并将此管件接入树脂缓存装置，在模具阴模两侧分别设有上下两个测温孔，在两个测温孔上分别放置一个热电偶，测量升温过程中模具的温度；
第十三步：将烘箱温度设定为100-110℃，当烘箱温度升至100-110℃时，保温20-24h。当固化时间达到后，关闭烘箱加热功能，使烘箱和模具自然冷却至室温状态；
第十四步：将模具从烘箱中推出，吊放至脱模工作区，将模具上盖板21朝上放至工作平台上；脱模，使得到的热防护材料与芯模分离。
本发明在第二方面提供了一种纺织刚性热防护材料，采用本发明在第一方面提供的成型方法制得。
以下是本发明列举的实施例。
实施例1
本实施例制得的纺织刚性热防护材料为变直径的筒状结构。
所用的玻璃纤维预制体的结构见图1，其同为变直径的筒状结构，在纤维预制体11内表面衬有平纹玻璃纤维布12，平纹玻璃纤维布12在纤维预制体11两端留有余量，用于对装模过程的引导及拖拽。所用的纤维预制体11的密度为0.33g/cm3，内衬的平纹玻璃纤维布12的厚度为0.3mm，克重为125g/m2。
所用的胶液为酚醛树脂体系，包含酚醛树脂、六亚甲基四胺和乙醇。
所用的成型模具见图2。成型模具包括芯模、阴模、上盖板21和下盖板22；芯模用以套接纤维预制体；芯模、阴模、上盖板21和下盖板22之间围成可容置纤维预制体的模腔；阴模为分瓣结构，便于安装，包括前半模23、后半模、左半模24和右半模25；上盖板21上设置有第一限位装置、第二限位装置、第三限位装置、第四限位装置、第五限位装置；第一限位装置用以固定芯模上端，第二限位装置用以固定前半模23上端，第三限位装置用以固定后半模上端，第四限位装置用以固定左半模24上端，第五限位装置用以固定右半模25上端；下盖板22上也设置有限位装置，用来固定芯模和分瓣的阴模；下盖板22上设置的限位装置分别为第六限位装置、第七限位装置、第八限位装置、第九限位装置、第十限位装置；第六限位装置用以固定芯模下端，第七限位装置用以固定前半模23下端，第八限位装置用以固定后半模下端，第九限位装置用以固定左半模24下端，第十限位装置用以固定右半模25下端。
成型方法包括如下步骤：
第一步：金属芯模小端(直径小的一端)朝上放置在操作台上，将纤维预制体大端(直径大的一端)套入金属芯模，用手向下拖拽预制体内表面所衬有的平纹纤维布，直到纤维预制体上端面与金属芯模上端面刻线平齐为止。预制体套装到位后，用剪刀将两端的多余的平纹纤维布剪掉，确保平纹纤维布两端分别与纤维预制体两端平齐。
第二步：将金属芯模大端(直径大的一端)向下放置入下盖板22的限位槽中，依次放置阴模的前半模23、后半模，安装时先使前后半模与下盖板22的限位装置对位，然后再向内推入。
第三步：依次放置阴模的左半模24、右半模25，安装时先将模具放置下盖板22上与限位装置对位，再向内推入；穿入上下模紧固螺杆，锁紧上下半模。
第四步：依次安装左半模24、右半模25外侧的压板，并紧固螺钉，将左半模24、右半模25向内推入顶紧，保证压板压紧后与上下模的间隙小于0.1mm；削掉端面挤出的密封条端头，再在密封条端头处涂抹硅酮密封胶。
第五步：安装上盖板21，并紧固螺钉，保证合模间隙小于0.1mm。
第六步：将模具整体翻转，取下下盖板22，安装盖板端面的密封条，削掉端面挤出的密封条端头，再在密封条端头处涂抹硅酮密封胶；安装下盖板22，并紧固螺钉，保证合模间隙小于0.1mm；测量各合模面的合模间隙，保证合模间隙不大于0.1mm。
第七步：安装模具上的进胶阀门(下端1个)和出胶阀门(顶面5个)，螺纹连接处用生料带至少缠绕10层以上，以防连接处漏胶；用耐压塑料管将模具上的注胶阀门与抽真空用接头系统连接起来，并与真空泵连接。
第八步：打开注胶阀门，关闭所有出胶阀门，对模具的气密性进行检查，真空度应不低于0.095MPa，并在停止抽真空后的5min内真空度不低于0.08MPa；
第九步：连接好RTM注胶罐与真空泵，打开注胶罐口盖，将配好的树脂倒入注胶罐内，锁紧注胶罐口盖，抽真空30min，真空表压不低于-0.095MPa。
第十步：关闭注胶孔阀门，打开模具出胶口阀门。对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于30min。
第十一步：打开高压气源阀门，将压力调整为0.02MPa，每隔5min增加0.01MPa，但最高为0.1Mpa，直到出胶为止；每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶。
第十二步：将压力表连接在三通上，取一段塑料管将三通和一个出胶阀门连接起来，三通的另一端连接一段带有开关阀门的塑料管，并将此段塑料管接入树脂缓存装置。在模具阴模两侧分别有上下两个测温孔，在两个测温孔上分别放置一个热电偶，测量升温过程中模具的温度。
第十三步：将烘箱温度设定为110℃，当烘箱温度升至(100±5)℃时，保温24h。当固化时间达到24小时后，关闭烘箱加热功能，使烘箱和模具自然冷却至室温状态。
第十四步：将模具从烘箱中推出，吊放至脱模工作区，将模具上盖板21朝上放至工作平台上；先卸下上盖板21，再卸下四瓣阴模和下盖板22；从小端垫木块敲击芯模，使热防护材料与芯模分离，最终得到复合材料。
经检测，该实施例制得的复合材料的密度为0.6g/cm3、导热系数为0.05W/(m·K)，复合材料外观质量优异，内部纤维无褶皱。
实施例2
实施例2的成型步骤与实施例1基本上相同，不同之处在于：
未在纤维预制体内表面附着平纹纤维布；和
所述第一步按照如下方法进行：金属芯模小端朝上放置在操作台上，将纤维预制体大端套入金属芯模，用手向下拖拽纤维预制体，直到纤维预制体上端面与金属芯模上端面刻线平齐为止。
结果发现：端面密度不均匀，外观质量下降，制得的复合材料为瑕疵产品，无法投入使用。
实施例3
实施例3的成型步骤与实施例1基本上相同，不同之处在于：
所述第十一步按照如下方法进行：打开高压气源阀门，将压力调整为0.1MPa进行注胶；每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶。
结果发现：虽然注胶压力未超过0.1MPa，但产品仍出现褶皱，产品的内部质量较差，制得的复合材料为瑕疵产品，无法投入使用。
实施例4
实施例4的成型步骤与实施例1相同，不同之处在于纤维预制体内衬的平纹玻璃纤维布的厚度为0.8mm，克重为220g/m2。
结果发现：装模阶段不易拖拽，脱模后发现复合材料最内侧出现未浸胶的现象，制得的复合材料为瑕疵产品，无法投入使用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种纺织刚性热防护材料的RTM成型方法，包括装模的步骤、注胶的步骤和固化的步骤，其特征在于，
在注胶的步骤中，采用变压力注胶法进行注胶；所述变压力注胶法包括：（ⅰ）对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，抽真空时间不低于30min；和（ⅱ）打开高压气源阀门，将压力调整为0.01MPa-0.05MPa，每5min增加0.01MPa-0.03MPa，但压力最高为0.1MPa，直到出胶为止;
纤维预制体的内表面衬有平纹纤维布；和
在装模的步骤中，将模具中的芯模竖直放置，然后将纤维预制体套入芯模，向下拖拽平纹纤维布，直到纤维预制体上端面与芯模上端面刻线平齐为止；纤维预制体套装到位后，将两端的平纹纤维布除去。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在装模的步骤中，所用的纤维预制体为密度为0.25g/cm3-0.45g/cm3的纤维预制体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述纤维预制体为由纤维编织物构成的多层复合结构，复合方法可选为针刺法、叠层缝合法、细编穿刺法中的任一种；
所述纤维编织物为采用无机纤维编织而成的纤维编织物；
所述无机纤维为玻璃纤维、石英纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、氧化硅纤维、钇铝石榴石纤维、莫来石纤维中的任一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在注胶步骤中，所用的胶液包含树脂、固化剂和溶剂；
所述树脂为酚醛树脂；
所述固化剂为六亚甲基四胺、苯胺、多聚甲醛中的任一种或多种；和/或
所述溶剂为醇类溶剂，可选为乙醇、丙醇、异丙醇中的任一种或多种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述固化按照如下方法进行：
在100-110℃的温度条件下保温20-24h，然后冷却至室温。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述纺织刚性热防护材料的形状为筒状；
所述纺织刚性热防护材料包括筒状的纤维预制体和与所述纤维预制体复合的树脂材料。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在注胶的步骤中，每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，关闭注胶阀门，完成注胶。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）注胶的步骤：对模具进行抽真空，真空度不低于-0.095MPa，在此真空度下对模具抽真空时间不低于30min；打开高压气源阀门，将压力调整为0.02MPa，每隔5min增加0.01MPa，但最高为0.1Mpa，直到出胶为止；每隔1h打开出胶阀门排出气泡，直到所有的出胶口流出的树脂没有气泡、不再回抽，即可关闭注胶阀门，完成注胶；和
（2）固化的步骤：将模具在100-110℃的温度条件下保温20-24h，然后冷却至室温，完成固化。
9.一种纺织刚性热防护材料，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的成型方法制得。
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