一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111349306 A(43)申请公布日 2020.06.30

(21)申请号 202010179981.6(22)申请日 2020.03.16

(71)申请人 武汉理工大学

地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路

122号(72)发明人 石敏先　戈端　黄志雄　丁杰　(74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限

公司 42102

代理人 崔友明(51)Int.Cl.

C08L 61/14(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 3/34(2006.01)C08K 3/38(2006.01)C08K 3/14(2006.01)

权利要求书1页 说明书7页 附图4页

C08J 3/09(2006.01)

CN 111349306 A(54)发明名称

一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用

(57)摘要

本发明提供了一种可陶瓷化酚醛树脂，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂100份，可陶瓷化组分10～50份和溶剂10～30份。本发明提高的可陶瓷化酚醛树脂利用溶剂调节可陶瓷化酚醛树脂的黏度，不仅避免树脂体系粘度过高，对纤维浸润性差的问题，还避免了大量溶剂的存在导致材料孔隙率升高的问题，提高了材料的耐烧蚀性能；在高温条件下使用时，配方中酚醛树脂会发生碳化，可陶瓷化组分能够与碳化后的酚醛树脂发生可陶瓷化反应生成陶瓷相，进一步提高材料的耐烧蚀性能。实施例的实验结果表明，本发明提供可陶瓷化酚醛树脂体系的黏度在1000～8000Pa·s，可陶瓷化树脂复合材料的氧乙炔线烧蚀率≤0.033mm/s。

CN 111349306 A

权　利　要　求　书

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1.一种可陶瓷化酚醛树脂，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂100份，可陶瓷化组分10～50份和溶剂10～30份。

2.根据权利要求1所述的可陶瓷化酚醛树脂，其特征在于，所述酚醛树脂包括热固性酚醛树脂，所述酚醛树脂的黏均分子量为300～800。

3.根据权利要求2所述的可陶瓷化酚醛树脂，其特征在于，所述热固性酚醛树脂包括镁酚醛树脂、钡酚醛树脂和硼酚醛树脂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的可陶瓷化酚醛树脂，其特征在于，所述可陶瓷化组分包括氧化锆、碳化硅、氮化硅、硼化钛和硅化锆中的至少一种。

5.根据权利要求1或4所述的可陶瓷化酚醛树脂，其特征在于，所述可陶瓷化组分的粒径为1～20μm。

6.根据权利要求1所述的可陶瓷化酚醛树脂，其特征在于，所述溶剂包括氯仿、丙酮、乙醇和四氢呋喃中的至少一种。

7.权利要求1～6任意一项所述可陶瓷化酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将可陶瓷化组分与酚醛树脂混合，得到可陶瓷化树脂胶液；(2)将所述步骤(1)得到的可陶瓷化树脂胶液与溶剂混合，得到可陶瓷化酚醛树脂。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中酚醛树脂在与可陶瓷化组分混合前还包括干燥处理。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)得到的可陶瓷化酚醛树脂的黏度为1000～4000mPa·s。

10.权利要求1～6任意一项所述可陶瓷化酚醛树脂或权利要求7～9任意一项所述制备方法制备的可陶瓷化酚醛树脂在可陶瓷化酚醛树脂基复合材料中的应用。

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CN 111349306 A

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一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用

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技术领域

[0001]本发明属于耐烧蚀技术领域，具体涉及一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002]可陶瓷化酚醛树脂基复合材料具有高残炭率、耐烧蚀、耐高温的优异性能，在高温环境下生成致密的碳化层，能提高复合材料的服役温度，被广泛的应用于航天、航空等国防军事领域。

[0003]陶瓷化树脂基复合材料中大型制品大多数采用预浸料-热压罐固化成型工艺。预浸料是指用树脂在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，一般是由树脂和纤维预制体组成。树脂的性能直接影响着预浸料的性能，进而影响着树脂基复合材料的性能。

[0004]酚醛树脂以其合成工艺简单、生产成本低、耐热性好等优点在耐烧蚀树脂基复合材料领域备受关注，但其在高温环境易氧化分解，了酚醛树脂的大规模应用。在基体树脂中引入无机元素如硼、钼等，可以改善树脂热分解温度和树脂的残碳率。因此，无机元素改性树脂基体被广泛的应用在耐烧蚀材料领域。向酚醛树脂中加入可陶瓷化粉末，可以合成可陶瓷化酚醛树脂。

[0005]但基于目前的研究，制备的可陶瓷化酚醛树脂存在以下问题：可陶瓷化树脂体系粘度过高，导致对纤维浸润性差，且耐烧蚀性能差。发明内容

[0006]本发明的目的在于提供一种可陶瓷化酚醛树脂及其制备方法和应用。本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂粘度低，且耐烧蚀性能好。[0007]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：本发明提供了一种可陶瓷化酚醛树脂，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂100份，可陶瓷化组分10～50份和溶剂10～30份。[0008]优选地，所述酚醛树脂包括热固性酚醛树脂，所述酚醛树脂的黏均分子量为300～800。

[0009]优选地，所述热固性酚醛树脂包括镁酚醛树脂、钡酚醛树脂和硼酚醛树脂中的至少一种。

[0010]优选地，所述可陶瓷化组分包括氧化锆、碳化硅、氮化硅、硼化钛和硅化锆中的至少一种。

[0011]优选地，所述可陶瓷化组分的粒径为1～20μm。[0012]优选地，所述溶剂包括氯仿、丙酮、乙醇和四氢呋喃中的至少一种。[0013]本发明还提供了上述技术方案所述可陶瓷化酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

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CN 111349306 A[0014][0015]

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(1)将可陶瓷化组分与酚醛树脂混合，得到可陶瓷化树脂胶液；(2)将所述步骤(1)得到的可陶瓷化树脂胶液与溶剂混合，得到可陶瓷化酚醛树

脂。

优选地，所述步骤(1)中酚醛树脂在与可陶瓷化组分混合前还包括干燥处理。

[0017]优选地，所述步骤(2)得到的可陶瓷化酚醛树脂的黏度为1000～4000mPa·s。[0018]本发明还提供了上述技术方案所述可陶瓷化酚醛树脂或按照上述技术方案所述制备方法制备的可陶瓷化酚醛树脂在可陶瓷化酚醛树脂基复合材料中的应用。[0019]本发明提供了一种可陶瓷化酚醛树脂，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂100份，可陶瓷化组分10～50份和溶剂10～30份。本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂利用溶剂调节可陶瓷化酚醛树脂的黏度，不仅避免树脂体系粘度过高，对纤维浸润性差的问题，还避免了大量溶剂的存在导致材料孔隙率升高的问题，提高了材料的耐烧蚀性能；在高温条件下使用时，配方中酚醛树脂会发生碳化，可陶瓷化组分能够与碳化后的酚醛树脂发生可陶瓷化反应生成陶瓷相，进一步提高材料的耐烧蚀性能。实施例的实验结果表明，本发明提供可陶瓷化酚醛树脂复合材料的黏度在1000～8000Pa·s，可陶瓷化树脂复合材料的氧乙炔线烧蚀率≤0.033mm/s。

[0016]

附图说明

[0020]图1为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的DSC/TG测试结果；[0021]图2为实施例1中可陶瓷化酚醛树脂未加纤维时板材烧蚀的XRD图；[0022]图3为实施例3中可陶瓷化酚醛树脂复合材料在1200℃烧蚀的SEM图；[0023]图4为实施例4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的氧乙炔烧蚀SEM图；[0024]图5为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的黏度图；

[0025]图6为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的弯曲强度曲线；[0026]图7为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的氧乙炔线烧蚀率。

具体实施方式

[0027]本发明提供了一种可陶瓷化酚醛树脂，由包括以下质量份数的原料制备得到：酚醛树脂100份，可陶瓷化组分10～50份和溶剂10～30份。[0028]以质量份数计，本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂包括酚醛树脂100份。本发明对所述酚醛树脂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述酚醛树脂优选包括热固性酚醛树脂；所述热固性酚醛树脂优选包括镁酚醛树脂、钡酚醛树脂和硼酚醛树脂中的至少一种；所述酚醛树脂的黏均分子量优选为300～800。在本发明中，所述酚醛树脂作为基体树脂，具有良好的耐热性。[0029]以酚醛树脂的质量为100份计，本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂的原料包括可陶瓷化组分10～50份，优选为30～50份，更优选50份。在本发明中，所述可陶瓷化组分优选包括氧化锆、碳化硅、氮化硅、硼化钛和硅化锆中的至少一种。本发明对所述可陶瓷化组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述可陶瓷化组分在可陶瓷化酚醛树脂高温条件下使用时，能够与碳化后的酚醛树脂发生可陶瓷化反应生成陶瓷相，提高材料的耐烧蚀性能。

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在本发明中，所述可陶瓷化组分的粒径优选为1～20μm，更优选为1～10μm。在本发

明中，所述可陶瓷化组分粒径在此范围时能够在基体树脂中均匀分散，进一步提高可陶瓷化酚醛树脂的耐烧蚀性能。

[0031]以酚醛树脂的质量为100份计，本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂的原料包括溶剂10～30份，优选为10～20份，更优选10份。在本发明中，所述溶剂优选包括氯仿、丙酮、乙醇和四氢呋喃中的至少一种。本发明对所述溶剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述溶剂能够调节可陶瓷化酚醛树脂的黏度，不仅避免树脂体系粘度过高，对纤维浸润性差的问题，还避免了大量溶剂的存在导致材料孔隙率升高的问题，提高了材料的耐烧蚀性能。

[0032]本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂利用溶剂调节可陶瓷化酚醛树脂的黏度，不仅避免树脂体系粘度过高，对纤维浸润性差的问题，还避免了大量溶剂的存在导致材料孔隙率升高的问题，提高了材料的耐烧蚀性能；在高温条件下使用时，配方中酚醛树脂会发生碳化，可陶瓷化组分能够与碳化后的酚醛树脂发生可陶瓷化反应生成陶瓷相，进一步提高材料的耐烧蚀性能。

[0033]本发明还提供了上述技术方案所述可陶瓷化酚醛树脂的制备方法，包括以下步骤：[0034](1)将可陶瓷化组分与酚醛树脂混合，得到可陶瓷化树脂胶液；[0035](2)将所述步骤(1)得到的可陶瓷化树脂胶液与溶剂混合，得到可陶瓷化酚醛树脂。

[0036]本发明将可陶瓷化组分与酚醛树脂混合，得到可陶瓷化树脂胶液。在本发明中，所述酚醛树脂在与可陶瓷化组分混合前优选进行干燥处理。本发明对所述干燥处理的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥的技术方案即可。在本发明中，所述干燥处理的温度优选为50～100℃；所述干燥处理的时间优选为10～60min；所述干燥处理的装置优选为烘箱。在本发明中，所述干燥处理能够除去酚醛树脂中溶剂含量，防止溶剂含量的存在对树脂性能的影响。

[0037]本发明对所述可陶瓷化组分与酚醛树脂的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述可陶瓷化组分与酚醛树脂的混合优选为将可陶瓷化组分加入到酚醛树脂中，得到可陶瓷化树脂胶液。在本发明中，所述可陶瓷化组分与酚醛树脂的混合优选在搅拌条件下进行。在本发明中，所述搅拌优选为机械搅拌。在本发明中，所述搅拌的温度优选为50～100℃；所述搅拌的时间优选为10～30min；所述搅拌的速度优选为400r/min～500r/min。[0038]得到可陶瓷化树脂胶液后，本发明将所述可陶瓷化树脂胶液与溶剂混合，得到可陶瓷化酚醛树脂。本发明对所述可陶瓷化树脂胶液与溶剂的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述可陶瓷化树脂胶液与溶剂的混合优选为将溶剂加入到可陶瓷化树脂胶液中，得到可陶瓷化酚醛树脂。在本发明中，所述溶剂采用后加入的方式可以降低树脂中溶剂的含量。[0039]在本发明中，所述可陶瓷化酚醛树脂的黏度优选为1000～4000mPa·s，更优选1000～3000mPa·s。

[0040]本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂的制备方法采用先在树脂体系中加入可陶瓷化

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组分，此时树脂体系粘度会增大，影响树脂的成膜性，再采用后加入溶剂的方式降低树脂中溶剂的含量，同时调节可陶瓷化酚醛树脂的黏度，进一步提高复合体系的成膜性能；且该制备方法工艺简单，制备的复合材料空隙率低、力学性能好，氧乙炔高温烧结时树脂可形成致密的陶瓷相。

[0041]本发明还提供了上述技术方案所述可陶瓷化酚醛树脂或按照上述技术方案所述制备方法制备的可陶瓷化酚醛树脂在可陶瓷化酚醛树脂基复合材料中的应用。

[0042]本发明对所述可陶瓷化酚醛树脂在可陶瓷化酚醛树脂基复合材料中的应用没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的酚醛树脂应用到酚醛树脂基复合材料的常规操作即可。在本发明中，所述可陶瓷化酚醛树脂在可陶瓷化酚醛树脂基复合材料中的应用优选包括以下步骤：先将可陶瓷化酚醛树脂制膜，得到可陶瓷化酚醛树脂膜；再将所述可陶瓷化酚醛树脂膜与纤维材料复合，得到可陶瓷化酚醛树脂基复合材料。[0043]本发明优选先将可陶瓷化酚醛树脂制膜，得到可陶瓷化酚醛树脂膜。在本发明中，所述可陶瓷化酚醛树脂膜的厚度优选为0.5～1.8mm，更优选0.7～1.5mm。本发明对所述可陶瓷化酚醛树脂制膜的方法没有特殊的限定，能够制备出厚度均匀、表面光滑的树脂膜即可。在本发明中，所述颗陶瓷酚醛树脂膜的成膜温度优选为室温至70℃。在本发明中，所述可陶瓷化酚醛树脂制膜优选为实验室手工制膜或机械制膜。在本发明中，所述实验室手工制膜的具体工艺优选为将所述可陶瓷化酚醛树脂倒在脱模纸上，采用刮刀刮膜制备；所述机械制膜优选为采用热熔预浸机，控制刮刀间隙0.7～2mm，走纸速度0～180mm/min制备。在本发明中，所述机械制膜引入了模块化生产理念，提高了生产效率。[0044]制膜完成后，本发明优选将所述制膜得到的产物进行风干处理，得到可陶瓷化酚醛树脂膜。在本发明中，所述风干处理优选为将所述制膜得到的产物存放在通风处风干。在本发明中，所述风干处理的时间优选为3～14天。[0045]得到可陶瓷化酚醛树脂膜后，本发明优选将所述可陶瓷化酚醛树脂膜与纤维材料复合，得到可陶瓷化酚醛树脂基复合材料。在本发明中，所述纤维材料优选为高硅氧、碳纤维或芳纶纤维。

[0046]在本发明中，所述可陶瓷化酚醛树脂膜与纤维材料的复合优选为热压法。在本发明中，所述热压法优选为先将可陶瓷化酚醛树脂膜依据模具尺寸裁剪，再与纤维材料叠层法铺放在模具内，采用阶梯式升温方式进行热压固化成型。在本发明中，所述阶梯式升温优选为第一阶段：90～100℃，时间：30～90min；第二阶段：100～130℃，时间60～120min；第三阶段：130～150℃，时间：60～120min。在本发明中，所述阶梯式升温方式能够使得材料固化均匀，进一步提高复合材料的性能，避免长时间高温固化导致材料性能降低。在本发明中，所述压力范围：5～15MPa。

[0047]本发明采用上述制备方法工艺简单，易工业化生产，且复合材料成型的成本低，制备的可陶瓷化树脂膜复合材料的耐烧蚀性能优异，氧乙炔线烧蚀率≤0.033mm/s，陶瓷化转变响应时间小于20s。

[0048]下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

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对比例1

[0050]成分：按重量份计：钡酚醛树脂100份、碳化硅10份、乙醇0份。[0051]制备工艺：[0052](1)将100份钡酚醛树脂放入温度为60℃烘箱中，烘5～10min，将10份碳化硅加入到钡酚醛树脂中，在60℃恒温搅拌10～20min，所得混合体系在脱模纸上用刮涂成膜。自然冷却风干，风干时间为：3～14天。[0053](2)可陶瓷化树脂膜性能：常温下为半固态可随意弯曲，成膜揭取性优异。[0054](3)将可陶瓷化树脂膜剪裁成100mm×100mm大小，与同尺寸的玻璃纤维采用叠层法一纤维一层可陶瓷化树脂膜，铺放在模具中；将模具放入温度为100℃压机中，压力10MPa，1小时；后升温120℃，1小时；最后140℃，1小时；关压机，冷却后取出样品。[0055]实施例1[0056]成分：按重量份计：钡酚醛树脂100份、碳化硅20份、乙醇12份。[0057]制备工艺：[0058](1)将100份钡酚醛树脂放入温度为60℃烘箱中，烘5～10min，将20份碳化硅加入到钡酚醛树脂中，在60℃恒温搅拌10～20min，再加入12份乙醇调节粘度，所得混合体系在脱模纸上用刮涂成膜。自然冷却风干，风干时间为：3～14天。[0059](2)可陶瓷化树脂膜性能：常温下为半固态可随意弯曲，成膜揭取性优异。[0060](3)将可陶瓷化树脂膜剪裁成100mm×100mm大小，与同尺寸的玻璃纤维采用叠层法一纤维一层可陶瓷化树脂膜，铺放在模具中；将模具放入温度为100℃压机中，压力10MPa，1小时；后升温120℃，1小时；最后140℃，1小时；关压机，冷却后取出样品。[0061]实施例2[0062]成分：按重量计份：钡酚醛树脂100份、碳化硅30份、乙醇15份[0063]制备工艺：[00](1)将100份钡酚醛树脂放入温度为60℃烘箱中，烘5～10min，将30份碳化硅加入到钡酚醛树脂中，在60℃恒温搅拌10～20min，再加入15份乙醇调节粘度，所得混合体系在脱模纸上用刮涂成膜。自然冷却风干，风干时间为：3～14天。[0065](2)可陶瓷化树脂膜性能：常温下为半固态可随意弯曲，成膜揭取性优异。[0066](3)将可陶瓷化树脂膜剪裁成100mm×100mm大小，与同尺寸的玻璃纤维采用叠层法一纤维一层可陶瓷化树脂膜，铺放在模具中；将模具放入温度为100℃压机中，压力10MPa，1小时；后升温120℃，1小时；最后140℃，1小时；关压机，冷却后取出样品。[0067]实施例3[0068]成分：按重量计份：钡酚醛树脂100份、碳化硅40份、乙醇24份。[0069]制备工艺：[0070](1)将100份钡酚醛树脂放入温度为60℃烘箱中，烘5～10min，将40份碳化硅加入到钡酚醛树脂中，在60℃恒温搅拌10～20min，再加入24份乙醇调节粘度，所得混合体系在脱模纸上用刮涂成膜。自然冷却风干，风干时间为：3～14天。[0071](2)可陶瓷化树脂膜性能：常温下为半固态可随意弯曲，成膜揭取性优异。[0072](3)将可陶瓷化树脂膜剪裁成100mm×100mm大小，与同尺寸的玻璃纤维采用叠层法一纤维一层可陶瓷化树脂膜，铺放在模具中；将模具放入温度为100℃压机中，压力

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10MPa，1小时；后升温120℃，1小时；最后140℃，1小时；关压机，冷却后取出样品。[0073]实施例4[0074]成分：按重量计份：钡酚醛树脂100份、碳化硅50份、乙醇30份。[0075]制备工艺：[0076](1)将100份钡酚醛树脂放入温度为60℃烘箱中，烘5～10min，将50份碳化硅加入到钡酚醛树脂中，在60℃恒温搅拌10～20min，再加入30份乙醇调节粘度，所得混合体系在脱模纸上用刮涂成膜。自然冷却风干，风干时间为：3～14天。[0077](2)可陶瓷化树脂膜性能：常温下为半固态可随意弯曲，成膜揭取性优异。[0078](3)将可陶瓷化树脂膜剪裁成100mm×100mm大小，与同尺寸的玻璃纤维采用叠层法一纤维一层可陶瓷化树脂膜，铺放在模具中；将模具放入温度为100℃压机中，压力10MPa，1小时；后升温120℃，1小时；最后140℃，1小时；关压机，冷却后取出样品。[0079]本发明对实施例1～4中的可陶瓷化酚醛树脂复合材料的工艺性能、热行性能、力学性能、残碳率、线烧蚀率进行测试，测试方法和测试结果如下。[0080]1、TG-DSC测试(STA449C德国)：将实施例1～4不同碳化硅含量的改性酚醛树脂模压板(不含纤维)式样磨成粉末状，在氮气气氛下，升温速率10℃/min，测试温度为室温到1300℃，气流速度为15mL/min进行失重分析。图1为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的DSC/TG测试结果。如图1所示，在270～780℃这一阶段中，不同碳化硅含量复合材料的失重率分别为32.％，29.52％，24.71％和22.03％。本阶段主要是由于酚醛树脂的裂解，放出CO2、CH4、C2H2等气体挥发物，其中，由于空气中氧含量较高，因此有机单体易于氧气反应，生成CO2、CO、H2O等含氧化合物，因而导致复合材料开始失重加剧，在780℃时酚醛树脂完全碳化，当温度达到1200℃时，可陶瓷化组分与碳化后的酚醛树脂发生可陶瓷化反应生成陶瓷相。此外，碳化硅填料含量的增加很大程度上提高了复合材料的质量残留率，同时也进一步保障了高温力学性能。[0081]2、XRD测试(D8Advances德国)：将不同碳化硅含量的改性酚醛树脂模压板(不含纤维)在不同温度下煅烧10min，烧蚀后的裂解碳化产物进行XRD分析，观察其是否有新物相产生。采用Cu-Kα作为靶源，工作电压为40KV，工作电流为40mA，扫描角度范围为10～80°，扫描速度为5°/min。图2为实施例1中可陶瓷化酚醛树脂未加纤维时板材烧蚀的XRD图。如图2所示1200℃煅烧后的XRD图，该峰显著增强，经过与标准卡片(PDF01-077-1317)比对，该峰为β-SiO2的衍射峰。高温环境下碳化硅与空气中的氧气发生反应生成了β-SiO2。[0082]3、SEM测试(JEM-7500F日本)：将不同碳化硅含量的纤维增强酚醛树脂基复合材料经过不同温度煅烧后，对于进行力学性能测试断面和氧乙炔烧蚀后拍摄电镜图，并观察其形貌，测试前需对样品断面和烧蚀试样进行镀铂金60s处理(加速电压20kV)。图3为实施例3中可陶瓷化酚醛树脂复合材料在1200℃烧蚀的SEM图。如图3所示，可陶瓷化组分在1200℃及以上温度生成陶瓷相，烧蚀后的树脂基体与陶瓷颗粒形成连续相，断面光滑，陶瓷化转变过程中会放出大量的气体小分子，如公式(1)和(2)所示，产生较大的体积收缩，这一特点导致所制备的复合材料的孔隙增大。结果表明，可陶瓷化酚醛树脂复合材料在高温煅烧条件下有玻璃相SiO2生成，其流动性良好起到了填补粘结作用，使复合材料具有良好的自愈合效果，促进复合材料各相间的整体统一，进而提高材料的力学性能以及耐高温性能。[0083]SiC(S)+2O2(g)→SiO2(s)+CO2(g)   公式(1)

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SiC(S)+3O2(g)→SiO2(s)+2CO(g)   公式(2)

[0085]图4为实施例4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的氧乙炔烧蚀SEM图。从图4可以看出，碳化硅颗粒具有良好的高温稳定性，很好的填充了纤维与树脂间的空隙，同时伴随少量氧化硅的生成，起到抑氧隔热作用；高温烧蚀可陶瓷化颗粒与基体树脂中残留的碳反应生成陶瓷连续相，可以延缓高温气流对于树脂基体内部侵蚀。[0086]4、粘度测试：选定合适的量程，采用不同转子以及不同转速测定复合材料的粘度大小，对于粘度小于5000mPa·s的树脂溶液采用2号转子，转速为6r/min，对于粘度大于5000mPa·s，小于10000mPa·s的树脂溶液采用3号转子，转速为30r/min。图5为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的黏度图。如图5所示，可陶瓷化酚醛树脂黏度在1000～8000Pa·s。随着碳化硅含量的增加，树脂黏度逐渐增大，温度越高，树脂黏度越低。当熔融温度在60℃和70℃时，树脂最低黏度已接近3000mPa·s，虽然树脂溶液已呈熔融态，内部支链或线型低聚物开始运动，但由于温度的，运动速率较慢，黏度过高，不利于制膜操作的进行。当温度升高到80℃和90℃时，分子链加速运动，各百分含量的树脂溶液黏度都位于1000～3200mPa·s区间，基本可达到热熔预浸工艺树脂膜制备的黏度基本要求。[0087]5、马弗炉灼烧测试：采用马弗炉空气氛围灼烧的方法评价碳化硅/酚醛树脂复合材料热力学性能，测试条件800℃、1000℃、1200℃、1400℃，煅烧时间30min。弯曲强度测试(RGM-4100中国)：将不同碳化硅含量的酚醛树脂基复合材料雕刻成标准弯曲式样(80×15×4mm)，在不同温度下煅烧30min，按照GB/T 1449-2005标准，使用万能材料试验机进行实验，支架的跨距为mm，加载速率为2mm/min，每组分的式样测试三次，取平均值。图6为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的弯曲强度曲线。如图6所示，对制备出的板材进行800℃、1000℃、1200℃、1400℃四种温度煅烧后，进行三点弯曲试验测。800℃条件下，随着碳化硅含量的增加，弯曲强度从11.13MPa提高到27.44MPa，在1400℃的高温下，弯曲强度为4.15MPa，表明碳化硅陶瓷填料的加入，提高复合材料的高温力学性能。[0088]6、氧乙炔烧蚀测试：通过机械加工将样品加工为Φ30mm×10mm尺寸进行氧乙炔烧蚀实验，参照国家军用标准GJB 323-87，烧蚀温度2400℃，五个样品为一组，取平均值计算线烧蚀率。图7为实施例1～4中可陶瓷化酚醛树脂复合材料的氧乙炔线烧蚀率。如图7所示，可陶瓷化树脂复合材料的氧乙炔线烧蚀率≤0.033mm/s，陶瓷化转变响应时间小于20s。随着碳化硅含量的增加，复合材料的线烧蚀速度逐渐降低。[00]从以上对比例和实施例可以看出，本发明提供的可陶瓷化酚醛树脂体系黏度低，且具备优异的耐烧蚀性能。

[0090]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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图1

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图3

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图5

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图7

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