CN113214608A - 含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用。该含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且芳基二炔丙基醚在改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；树脂基体在含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％‑75％；表面处理后的中空玻璃微球在含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％‑50％。本发明的含硅芳炔树脂基复合材料可耐500℃的温度，具有优良的力学性能，以及具备低密度及低热导率这两个特点，可作为隔热材料在航空航天等领域获得应用。

Description

含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
飞行器在高速和远程飞行过程中，其表面需要承受非常高的温度和非常大的气流冲击，飞行距离的增加也导致其将经受更加严重的气动热和大过载等复杂环境。为保证飞行器内部系统的持续正常运行，要求其表面层采用的隔热材料同时具备耐高温、低密度、低热导率和较高的力学强度。
然而，现有的隔热复合材料中，气凝胶隔热材料虽然隔热效果好，但其力学性能较差，无法起到承载作用；多层隔热材料可通过各层的结构设计很好地隔离航天器的内外部热流环境，但其制备过程复杂；树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、整体成型好等特点，广泛用于各种航天航空器。关于有代表性的树脂基复合材料的相关文献如下：
2012年，Zhu等[Zhu B,Ma J,Wang J,et al.Journal of Reinforced Plastics&Composites.2012,31(19):1311-1326.]使用四种不同型号的中空玻璃微球(HGM)系统地研究了HGM体积分数(10％-60％)与密度(0.125-0.60g·cm-3)对中空玻璃微球/环氧树脂复合材料隔热性能、介电性能和压缩性能的影响，结果表明随着HGM体积分数的增加或HGM密度的降低，复合材料的热导率、介电常数和介电损耗、压缩模量和压缩强度呈降低趋势。同年，Hu等[Yan Hu,Riguo Mei,Zhenguo An,et al..Composites Science&Technology,2013,79(5):64–69.]制备了不同破碎中空玻璃微球含量的中空玻璃微球/硅橡胶复合材料，当中空玻璃微球质量百分数为16.9％且全为完整的中空玻璃微球时，复合材料的密度为0.79g·cm-3、拉伸强度为0.61MPa、断裂伸长率为80％、热导率为0.167W·m-1·K-1。
2015年，程海明等[程海明,薛华飞,洪长青等.一种新型低密度低热导率碳/酚醛复合材料的制备与隔热性能研究.稀有金属材料与工程,2015(S1):478-481.]采用高孔隙率酚醛树脂浸渍低密度、低热导率短切碳纤维骨架制备了新型碳/酚醛复合材料。该复合材料的密度在0.25-0.43g·cm-3之间，热导率为0.20-0.35W·m-1·K-1，但其沿厚度方向的压缩强度为0.6-1.8MPa。
2018年，张宁等[张宁.轻质高强隔热复合材料制备及隔热性能研究.哈尔滨工程大学.硕士论文,2018.]制备了中空微珠/环氧树脂基复合材料，在中空微珠体积分数为30％时综合性能最佳，其密度为0.91g·cm-3，压缩强度为83.8MPa，热导率为0.1676W·m-1·K-1。
上述文献中，以酚醛树脂、环氧树脂或硅橡胶为树脂基体的复合材料的耐受温度仅为300℃，不能适应航天航空等领域更高的温度条件。因此，急需制备出能够适应航天航空等领域更高温度条件的树脂基复合材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的以酚醛树脂、环氧树脂或硅橡胶为树脂基体的复合材料不能适应航天航空等领域更高的温度条件，而提供一种含硅芳炔树脂基复合材料及其制备方法和应用。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
本发明提供一种含硅芳炔树脂基复合材料，所述含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；
所述树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；所述改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；
所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％-75％；
所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％-50％。
本发明中，所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分比较佳地为50％-70％，例如58％或60％。
本发明中，所述未改性含硅芳炔树脂可为现有技术中常规的未改性的含硅芳炔树脂，例如参照专利文献CN102649838A说明书[0044]段的制备方法制得。
本发明中，所述芳基二炔丙基醚可为常规的用于含硅芳炔树脂改性的芳基二炔丙基醚，较佳地为双酚A二炔丙基醚、4,4'-双酚芴二炔丙基醚和4,4'-二苯醚二炔丙基醚中的一种或多种，更佳地为双酚A二炔丙基醚。
本发明中，所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数较佳地为10％-30％，例如20％。
本发明中，所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数可为30％、32％或35％。
本发明中，所述表面处理后的中空玻璃微球可为现有技术中制备树脂基复合材料中常规使用的表面处理后的中空玻璃微球，其一般按处理方法制得：(1)处理中空玻璃微球以增加其表面的羟基含量；(2)再使用硅烷偶联剂处理以使所述硅烷偶联剂的一端与所述中空玻璃微球表面的羟基连接，即得。
步骤(1)的常规操作如下：将中空玻璃微球分散于处理溶液I中浸泡0.5-2h，例如1h，然后用去离子水清洗，固液分离，至滤液呈中性，干燥，得中空玻璃微球I；其中，所述处理溶液I由90wt％-98wt％浓硫酸与20wt％-40wt％双氧水按体积比为(2-4):1制得。
其中，所述中空玻璃微球的型号较佳地为VS5500，生产厂家为3M中国有限公司。
其中，所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液I的体积比较佳地为1：(3-5)，例如1:4，单位为g/mL。
其中，较佳地，所述处理溶液I由98wt％浓硫酸与30wt％双氧水按体积比为3:1制得。
其中，所述干燥的温度较佳地为90-110℃，例如100℃。
步骤(2)的常规操作如下：将前述的中空玻璃微球I分散于处理溶液II中，加入硅烷偶联剂后于25-65℃搅拌2-6h，固液分离，干燥，即可；其中，所述处理溶液II由水、醋酸和乙醇按体积比为1:(1-3):(7-11)制得，所述硅烷偶联剂的质量占所述中空玻璃微球的质量的0.5％-5％。
其中，所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液II的体积比较佳地为1：(7-9)，例如1:8，单位为g/mL。
其中，较佳地，所述处理溶液II由水、醋酸和乙醇按体积比为1:2:9制得，所述硅烷偶联剂的质量占所述中空玻璃微球的质量的2％。
其中，所用硅烷偶联剂可为常规的用于与中空玻璃微球表面的羟基连接的硅烷偶联剂，较佳地为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙炔基三乙氧基硅烷中的一种或多种。其中，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的产品型号可为KH-550。所述γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的产品型号可为KH-560。所述γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的产品型号可为KH-570。所述乙炔基三乙氧基硅烷(TEOAS)可参照专利US 20120190549制得。
其中，所述搅拌可在40℃下进行。所述搅拌的时间可为4h。
其中，所述干燥的温度较佳地为90-110℃，例如100℃。所述干燥的时间较佳地为10-14h，例如12h。
本发明中，所述含硅芳炔树脂基复合材料中较佳地含有短切纤维和/或纤维布。
其中，所述短切纤维的长度一般为5-50mm，较佳地为20-40mm。
其中，所述短切纤维可为高硅氧玻璃纤维、石英玻璃纤维和碳纤维的一种或多种。所述碳纤维可为日本东丽工业株式会社的T700碳纤维。所述石英玻璃纤维可为湖北菲利华石英玻璃股份有限公司的B型石英纤维。
其中，所述短切纤维可为现有技术中常规的表面处理后的短切纤维，其处理方法一般如下：将短切纤维分散于丙酮溶液中，超声清洗1-3h，重复3次以上除去表面上浆剂，干燥后即可。所述超声清洗的时间较佳地为1-1.5h。所述干燥的温度较佳地为85-95℃，例如90℃。所述干燥的时间较佳地为3-5h，例如4h。
其中，所述短切纤维在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数可参照树脂基复合材料中短切纤维的质量百分数，较佳地为5％-25％，例如8％或12％。
其中，所述纤维布可为现有技术中常规的纤维布，所述纤维布可为高硅氧玻璃纤维布、石英玻璃纤维布和碳纤维布的一种或多种。所述碳纤维布可为日本东丽工业株式会社的T300碳纤维布。所述石英玻璃纤维布可为湖北菲利华石英玻璃股份有限公司的石英纤维布。
其中，所述纤维布在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数可参照树脂基复合材料中纤维布的质量百分数，较佳地为5％-25％，例如15％。
本发明还提供一种前述的含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)将含有所述树脂基体的树脂溶液与所述中空玻璃微球混合，蒸除溶剂后，干燥，得预浸料；
(2)将所述预浸料固化，即可。
步骤(1)中，所述树脂溶液中的溶剂可为常规的能够将所述树脂基体溶解的溶剂，较佳地为四氢呋喃。
步骤(1)中，所述混合的时间能够将两者混合均匀即可，较佳地为2-6h，例如4h。
步骤(1)中，所述干燥的温度较佳地为70-90℃，例如80℃。所述干燥的时间较佳地为3-5h，例如4h。
当所述含硅芳炔树脂基复合材料仅含有所述树脂基体和所述中空玻璃微球时，步骤(1)中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数可参照酚醛树脂、环氧树脂或硅橡胶为树脂基体的复合材料制备过程中树脂溶液中树脂基体的质量百分数，较佳地为25％-50％，例如45％，更佳地为25％-35％。
当所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有短切纤维时，步骤(1)中，所述预浸料的制备一般如下：将含有所述树脂基体的树脂溶液、所述中空玻璃微球和所述短切纤维混合，干燥，即可。其中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数可参照酚醛树脂、环氧树脂或硅橡胶为树脂基体的复合材料制备过程中树脂溶液中树脂基体的质量百分数，较佳地为25％-50％，例如45％，更佳地为29％-30％。
当所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有纤维布时，步骤(1)中，所述预浸料的制备一般如下：S1、将含有所述树脂基体的树脂溶液的12％-21％浸润所述纤维布，得预浸料I；S2、将剩余的含有所述树脂基体的树脂溶液与所述中空玻璃微球混合均匀，得预浸料II；S3、将一层所述预浸料I与一层所述预浸料II逐层叠放，干燥，即可。
步骤S1中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数可参照酚醛树脂、环氧树脂或硅橡胶为树脂基体的复合材料制备过程中树脂溶液中树脂基体的质量百分数，较佳地为45％-65％，例如50％。
步骤S1中，浸润所述纤维布所用的所述树脂溶液占全部所述树脂溶液的比例较佳地为16％-20.8％，例如20％。
步骤S3中，所述逐层叠放的方式指的是一层所述预浸料I、一层所述预浸料II、一层所述预浸料I、一层所述预浸料II这样不断重复的叠放方式。
步骤S3中，所述干燥的温度较佳地为75-85℃，例如80℃。所述干燥的时间较佳地为3-5h，例如4h。
步骤(2)中，所述固化前可按本领域常规对固化所用的模具进行预热。所述预热的温度较佳地为120-170℃。所述预热的时间较佳地为1-2h。
其中，当所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有短切纤维或纤维布时，所述预热之后所述固化之前，较佳地，对所述预浸料进行加压，所述加压的终点压力为0.6-0.9MPa。
步骤(2)中，所述固化的温度可为本领域常规的能够使得所述树脂固化的温度，较佳地为150-300℃，更佳地为170-260℃。
其中，较佳地，所述固化依次经过第一阶段、第二阶段和第三阶段，且所述第二阶段的固化温度高于所述第一阶段的固化温度，所述第三阶段的固化温度高于所述第二阶段的固化温度。更佳地，所述第一阶段的固化温度为160-180℃(例如170℃)，所述第二阶段的固化温度为200-220℃(例如210℃)，所述第三阶段的固化温度为240-260℃(例如250℃)。进一步更佳地，所述第一阶段的固化时间为1.5-2.5h(例如2h)，所述第二阶段的固化时间为2-3h，所述第一阶段的固化时间为4-5h。
步骤(2)中，所述固化的时间可为本领域常规的能够使得所述树脂固化的时间，较佳地为4-12h，更佳地为8-10h。
本发明还提供一种前述的含硅芳炔树脂基复合材料作为隔热材料的应用。
本发明中，较佳地，所述含硅芳炔树脂基复合材料作为航空航天隔热材料的应用。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：本发明的含硅芳炔树脂基复合材料可耐500℃的温度，具有优良的力学性能，以及具备低密度及低热导率这两个特点。因此，可以作为隔热材料在航空航天等领域获得应用。
附图说明
图1为实施例1所得含硅芳炔树脂基复合材料的TGA曲线；
图2为实施例4所得含硅芳炔树脂基复合材料的DMA曲线。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
下述实施例中，所得含硅芳炔树脂基复合材料的耐热性能用热失重分析(TGA)和动态热机械分析(DMA)方法分析，热失重分析使用瑞士METTLER TOLEDO公司TGA/DSC 1LF型热失重分析仪，升温速率为10℃/min，温度范围为50-900℃，氮气流量为60mL/min；动态热机械分析使用瑞士METTLER TOLEDO公司DMA1型热失重分析仪，实验在氮气气氛中进行，采用“三点弯曲”的加载模式，升温速率为5℃/min，温度范围为50-500℃，频率为1Hz。
下述实施例中，所得含硅芳炔树脂基复合材料的密度使用深圳市群隆仪器设备有限公司的MH-124S型电子密度测试天平测定，每组试样5-8个，按标准GB/T 1463-2005进行测试，结果取平均值。
下述实施例中，所得含硅芳炔树脂基复合材料的力学性能使用深圳新三思材料检测有限公司SANS CMT 4204型微机控制电子万能试验机测试，按GB/T 1448-2005标准测试含硅芳炔树脂基复合材料的压缩强度，加载速度为2mm/min，试验时连续加载至试样破坏，每组试样5-10个，结果取平均值；按GB/T 1447-2005标准测试含硅芳炔树脂基复合材料的拉伸强度，加载速度为2mm/min，试验时连续加载至试样破坏，每组试样5-10个，结果取平均值。
下述实施例中，采用激光闪射法测试含硅芳炔树脂基复合材料的热导率，使用德国NETZSCH公司的LFA447型激光导热仪测试，每组测试试样3-4个，结果取平均值。
下述实施例中，未改性含硅芳炔树脂参照专利文献CN 102649838A说明书[0044]段的制备方法制得；中空玻璃微球的型号为VS5500，生产厂家为3M中国有限公司；碳纤维为日本东丽工业株式会社的T700碳纤维；石英玻璃纤维为湖北菲利华石英玻璃股份有限公司的B型石英纤维；碳纤维布为日本东丽工业株式会社的T300碳纤维布；石英玻璃纤维布为湖北菲利华石英玻璃股份有限公司的石英纤维布；乙炔基三乙氧基硅烷(TEOAS)参照专利US20120190549制得。
下述实施例的具体操作参数分别见表1。
表1各实施例的操作参数
Figure BDA0002380634450000091
实施例1
含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法如下：
1、表面处理后的中空玻璃微球的制备：
步骤(1)：将50g中空玻璃微球分散于200mL的处理溶液I中浸泡1h，然后用去离子水清洗，固液分离，至滤液呈中性，在真空烘箱内于100℃下烘干，得中空玻璃微球I；其中，处理溶液I由98wt％浓硫酸与30wt％双氧水按体积比为3:1制得。
步骤(2)：将中空玻璃微球I分散于400mL处理溶液II中，再加入硅烷偶联剂后，于40℃下搅拌4h，固液分离，于100℃下烘干12h，即得；其中，处理溶液II由水、醋酸和乙醇按体积比为1:2:9制得，硅烷偶联剂的质量占中空玻璃微球的质量的2％。
2、预浸料的制备：将未改性含硅芳炔树脂溶解在溶剂中，得树脂溶液；然后，加入上述表面处理后的中空玻璃微球，机械搅拌，蒸除溶剂后，在真空烘箱内烘干，即得。
3、预浸料的固化：首先将模具抛光并在模具表面均匀喷涂脱模剂，随后置于真空烘箱中预热，然后将预浸料倒入模具中并于真空下保持约0.5h以除去空气和溶剂，至3s内不出现气泡，再转移至高温烘箱内按照固化程序固化，即得。
实施例2-3
含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法如下：
1、表面处理后的中空玻璃微球的制备步骤同实施例1。
2、预浸料的制备：将双酚A二炔丙基醚和未改性含硅芳炔树脂溶解在溶剂中，得树脂溶液；然后加入上述表面处理后的中空玻璃微球，机械搅拌，蒸除溶剂后，在真空烘箱内烘干，即得。
3、预浸料的固化步骤同实施例1。
实施例4-6
含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法如下：
1、表面处理后的中空玻璃微球的制备步骤同实施例1。
表面处理后的短切纤维的制备：将短切纤维分散于丙酮中，超声清洗，重复3次以上除去表面上浆剂，在真空烘箱内烘干，即得。
2、预浸料的制备：将双酚A二炔丙基醚和未改性含硅芳炔树脂溶解在溶剂中，得树脂溶液；然后加入上述表面处理后的中空玻璃微球，机械搅拌；然后加入上述短切纤维，混匀后分散，通风橱内晾置12h以除去溶剂；在真空烘箱内烘干，即得。
3、预浸料的固化：首先将模具抛光并在模具表面均匀喷涂脱模剂，随后置于平板硫化机中预热，然后将预浸料均匀铺入模具中，对预浸料进行加压，再按照固化程序固化，即得。
实施例7
含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法如下：
1、表面处理后的中空玻璃微球的制备步骤同实施例1。
2、预浸料的制备：将未改性含硅芳炔树脂溶解在溶剂中，得树脂溶液；取一部分树脂溶液(见表1的比例)浸润纤维布，得预浸料I；在剩余树脂溶液中加入上述表面处理后的中空玻璃微球，均匀混合，得预浸料II；然后将预浸料I与预浸料II逐层叠放，烘干后，即得；其中，逐层叠放的方式指的是一层预浸料I、一层预浸料II、一层预浸料I、一层预浸料II这样不断重复的叠放方式。
3、预浸料的固化步骤同实施例4。
实施例8
含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法如下：
1、表面处理后的中空玻璃微球的制备步骤同实施例1。
2、预浸料的制备：将双酚A二炔丙基醚和未改性含硅芳炔树脂溶解在溶剂中，得树脂溶液；后续步骤同实施例7。
3、预浸料的固化步骤同实施例4。
效果实施例1
将实施例1所得含硅芳炔树脂基复合材料按照上述测试方法进行热失重分析，所得TGA曲线如图1所示，图1中的纵坐标所代表的物理意义是每一横坐标下的含硅芳炔树脂基复合材料质量占初始含硅芳炔树脂基复合材料质量的质量百分比。从图1中可以看出，在50-500℃范围内，失重小于1.63％。由此可见，本发明的含硅芳炔树脂基复合材料能够耐受500℃的温度。
将实施例4所得含硅芳炔树脂基复合材料按照上述测试方法进行DMA分析，所得DMA曲线如图2所示。从图2中可以看出，在50-500℃范围内，储能模量的常用对数值及损耗因子基本不变。由此可见，本发明的含硅芳炔树脂基复合材料能够耐受500℃的温度。
表2各实施例的效果数据
Figure BDA0002380634450000121
从表2中可知，本发明的含硅芳炔树脂基复合材料在50-500℃范围内不会发生玻璃化转变，故也可进一步知晓其可耐受500℃的温度，且具有优良的力学性能，以及具备低密度及低热导率这两个特点。因此，可以作为隔热材料在航空航天等领域获得应用。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料包括树脂基体和表面处理后的中空玻璃微球；
所述树脂基体为未改性含硅芳炔树脂和/或改性含硅芳炔树脂；所述改性含硅芳炔树脂为芳基二炔丙基醚改性的含硅芳炔树脂，且所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为w，0＜w≤50％；
所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为50％-75％；
所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为25％-50％。
2.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述树脂基体在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分比为50％-70％；
和/或，所述芳基二炔丙基醚为双酚A二炔丙基醚、4,4'-双酚芴二炔丙基醚和4,4'-二苯醚二炔丙基醚中的一种或多种，较佳地为双酚A二炔丙基醚；
和/或，所述芳基二炔丙基醚在所述改性含硅芳炔树脂中的质量百分数为10％-30％；
和/或，所述表面处理后的中空玻璃微球在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数为30％-35％。
3.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述表面处理后的中空玻璃微球按如下处理方法制得：(1)处理中空玻璃微球以增加其表面的羟基含量；(2)再使用硅烷偶联剂处理以使所述硅烷偶联剂的一端与所述中空玻璃微球表面的羟基连接，即得。
4.如权利要求3所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，步骤(1)的操作如下：将中空玻璃微球分散于处理溶液I中浸泡0.5-2h，然后用去离子水清洗，固液分离，至滤液呈中性，干燥，得中空玻璃微球I；其中，所述处理溶液I由90wt％-98wt％浓硫酸与20wt％-40wt％双氧水按体积比为(2-4):1制得；
其中，所述中空玻璃微球的型号较佳地为VS5500；所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液I的体积比较佳地为1：(3-5)，单位为g/mL；所述干燥的温度较佳地为90-110℃。
5.如权利要求4所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，步骤(2)的操作如下：将所述中空玻璃微球I分散于处理溶液II中，加入硅烷偶联剂后于25-65℃搅拌2-6h，固液分离，干燥，即可；其中，所述处理溶液II由水、醋酸和乙醇按体积比为1:(1-3):(7-11)制得，所述硅烷偶联剂的质量占所述中空玻璃微球的质量的0.5％-5％；
其中，所述中空玻璃微球的质量与所述处理溶液II的体积比较佳地为1：(7-9)，单位为g/mL；
其中，所用硅烷偶联剂较佳地为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和乙炔基三乙氧基硅烷中的一种或多种；
其中，所述干燥的温度较佳地为90-110℃；所述干燥的时间较佳地为10-14h。
6.如权利要求1所述的含硅芳炔树脂基复合材料，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料中含有短切纤维和/或纤维布，所述短切纤维的长度为5-50mm，较佳地为20-40mm；
其中，所述短切纤维较佳地为高硅氧玻璃纤维、石英玻璃纤维和碳纤维的一种或多种；
其中，较佳地，所述短切纤维为表面处理后的短切纤维，其处理方法如下：将短切纤维分散于丙酮溶液中，超声清洗1-3h，重复3次以上以除去表面上浆剂，干燥后即可；所述超声清洗的时间较佳地为1-1.5h；所述干燥的温度较佳地为85-95℃；所述干燥的时间较佳地为3-5h；
其中，所述短切纤维在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数较佳地为5％-25％；
其中，所述纤维布较佳地为高硅氧玻璃纤维布、石英玻璃纤维布和碳纤维布的一种或多种；
其中，所述纤维布在所述含硅芳炔树脂基复合材料中的质量百分数较佳地为5％-25％。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将含有所述树脂基体的树脂溶液与所述中空玻璃微球混合，蒸除溶剂后，干燥，得预浸料；
(2)将所述预浸料固化，即可；
其中，步骤(1)中，所述树脂溶液中的溶剂较佳地为四氢呋喃。
8.如权利要求7所述的含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述含硅芳炔树脂基复合材料仅含有所述树脂基体和所述中空玻璃微球，步骤(1)中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数为25％-50％，较佳地为25％-35％；
或者，所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有短切纤维，步骤(1)中，所述预浸料的制备如下：将含有所述树脂基体的树脂溶液、所述中空玻璃微球和所述短切纤维混合，干燥，即可；其中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数较佳地为25％-50％，更佳地为29％-30％；
或者，所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有纤维布，步骤(1)中，所述预浸料的制备如下：S1、将含有所述树脂基体的树脂溶液的12％-21％浸润所述纤维布，得预浸料I；S2、将剩余的含有所述树脂基体的树脂溶液与所述中空玻璃微球混合均匀，得预浸料II；S3、将一层所述预浸料I与一层所述预浸料II逐层叠放，干燥，即可；
步骤S1中，所述树脂溶液中树脂基体的质量百分数较佳地为45％-65％；
步骤S1中，浸润所述纤维布所用的所述树脂溶液占全部所述树脂溶液的比例较佳地为16％-20.8％；
步骤S3中，所述干燥的温度较佳地为75-85℃；
步骤S3中，所述干燥的时间较佳地为3-5h。
9.如权利要求7所述的含硅芳炔树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述固化前对固化所用的模具进行预热；所述预热的温度较佳地为120-170℃；所述预热的时间较佳地为1-2h；
其中，当所述含硅芳炔树脂基复合材料还含有短切纤维或纤维布时，所述预热之后所述固化之前，较佳地，对所述预浸料进行加压，所述加压的终点压力为0.6-0.9MPa；
和/或，步骤(2)中，所述固化的温度为150-300℃；较佳地为170-260℃；更佳地，所述固化依次经过第一阶段、第二阶段和第三阶段，且所述第二阶段的固化温度高于所述第一阶段的固化温度，所述第三阶段的固化温度高于所述第二阶段的固化温度；进一步更佳地，所述第一阶段的固化温度为160-180℃，所述第二阶段的固化温度为200-220℃，所述第三阶段的固化温度为240-260℃；再进一步更佳地，所述第一阶段的固化时间为1.5-2.5h，所述第二阶段的固化时间为2-3h，所述第一阶段的固化时间为4-5h。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的含硅芳炔树脂基复合材料作为隔热材料的应用；较佳地，所述含硅芳炔树脂基复合材料作为航空航天隔热材料的应用。
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