(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210779107.5 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 蚌埠凌空科技有限公司 地址 233000 安徽省蚌埠市禹会区长 青乡 科创产业园1号厂房 (72)发明人 不公告发明人 　 (74)专利代理 机构 天津万华知识产权代理事务 所(普通合伙) 12235 专利代理师 梁改改 (51)Int.Cl. C08L 61/14(2006.01) C08L 83/16(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 7/24(2006.01)C08K 3/14(2006.01) (54)发明名称 一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂 及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种高超声速飞行器热防护系 统用树脂及其制备方法和应用。 所述的树脂包括 着， 改性酚醛树脂和填充在树脂基体中的硅硼碳 氮前驱体、 纳米陶瓷粉体、 氧化铝改性的空心微 球、 纳米碳基粉体、 纳米铪硅复合粉体和铪钽陶 瓷前驱体裂解活性粉等功能填料 组成。 该树脂具 有优异的耐烧蚀和防隔热性能， 能够广泛应用于 高马赫数高超 声速飞行器的热防护系统。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115232435 A 2022.10.25 CN 115232435 A 1.一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述的抗氧化耐烧蚀树脂 包含着： 50 ‑90重量份的改性酚醛树脂， 1 ‑20重量份的硅硼碳氮陶瓷前驱体， 1 ‑15重量份的 纳米陶瓷粉体， 5 ‑35重量份的经过氧化铝包覆的空心微球， 1 ‑5重量份的纳米碳基粉体， 1 ‑ 15份重量的纳米尺度的铪硅复合粉体， 5 ‑20重量份的铪 钽陶瓷前驱体 裂解活性粉。 2.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的硅硼碳氮陶瓷前驱体指在惰性或真空状态下经裂解处理后能生成硅硼碳氮陶瓷的一种 高分子聚合物。 3.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的改性酚醛树脂是指经Si、 Mg、 Ti、 W、 Zr、 Hf、 Ta、 Nb、 Mo中一种或几种金属元素改性后的酚醛 树脂， 酚醛树脂在真空或惰性气氛 经900℃裂解后， 元 素含量不低于5％。 4.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的纳米陶瓷粉体包含： 纳米硼化铪、 纳米硼化钽、 纳米硼化铌、 纳米硼化钨粉体、 纳米碳化 铪、 纳米碳化钽、 纳米碳化铌、 纳米碳化钨， 纳米碳化硼粉体中的一种或者几种； 所述的纳米 陶瓷粉体的粒径为1 ‑500nm。 5.根据权利1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述的经 氧化铝包覆的空心 微球为空心 碳化硅微球、 空心 碳化锆、 空心氮化硼微球中的一种或多种， 氧化铝包覆空心微球的尺寸在0.1 ‑300 μm。 6.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的纳米碳基粉体为纳米碳粉、 纳米石墨粉中的至少一种； 所示的纳米碳基粉体的尺寸在1 ‑ 500nm。 7.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的铪硅复合粉体中的铪源为氧化铪、 碳酸铪、 氢氧化铪中的一种或几种， 硅源为氧化硅和金 属硅粉中的一种或几种。 8.根据权利要求1所述的一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂， 其特征在于， 所述 的铪钽陶瓷前驱体裂解活性产物为铪钽陶瓷前驱体经真空、 氮气或惰性气氛裂解后产物， 裂解温度为300 ‑1000℃， 裂解时间为0.5 ‑6h； 其中所述铪钽陶瓷前驱体是指在惰性或真空 状态下经裂解处 理后能生成铪 钽碳固溶体陶瓷的一种高分子聚合物。 9.根据权利要求1 ‑8任意一项所述高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： (1)将所述树脂原料、 溶剂、 分散剂和催化剂加入到反应釜中， 将温度调整至30 ‑80℃， 反应2‑24h后得到反应物A； 所述的溶剂为乙醇、 乙二醇、 丙三醇、 四氢 呋喃和乙酸乙酯中的 一种或几种； 所述催化剂为对甲苯磺酸、 苯磺酸、 石油磺酸钠、 苯酚磺酸和六次甲基四胺中 的一种或几种， 催化剂占树脂含量的3 ‑15％； 所述分散剂为聚乙二醇、 聚丙烯酰胺、 聚乙烯 醇、 羟甲基纤维素中的一种或多种； (2)将填料加入步骤(2)中得到的反应物A中， 采用搅拌、 球磨和砂磨中的一种或几种进 行混匀化处 理； (3)根据产品对树脂固含量的要求， 采用减压蒸馏方法在小于 65℃下调整溶剂含量。 10.根据权利要求9中所述一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂的制备方法， 其特 征在于， 所述 步骤(1)中的分散剂与树脂基 体的质量比为(0.1 ‑5)： 100。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115232435 A 2一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种高超声速飞行器用抗氧化耐烧蚀树脂及 其制备方法， 属于树脂基 复合材料领域。 背景技术 [0002]高马赫、 可重复使用是新型高速飞行器发展的重要方向， 这对飞行器 的热防护材 料的防隔热性能提出了更加苛刻的要求。 热防护系统要求具有优异的高温抗冲刷、 长时抗 氧化、 防隔热与低密度化 等综合性能。 [0003]目前， 树脂基防隔热复合材料已发展到了以中低密度碳/酚醛为代表的第三阶段， NASA相继开 发了以纳米孔构筑的典型技术， 实现了低烧蚀速率和烧蚀形貌的控制。 然而， 单 一碳组分难以承受更高温度尤其是有氧环境恶劣气动环境下的使用要求， 国内外在树脂改 性方面做了大量工作， 相继了开发了多种耐高温、 抗氧化树脂体制备技术。 专利CN   111040375  A公开了一种 抗氧化树脂的制备技术， 它 通过在酚醛树脂中添加二氧化硅气凝 胶、 白炭黑等物理抗氧化剂和尿素、 聚酰亚胺等化学抗氧化剂等提高树脂的抗氧化性能。 抗 氧化组元虽能在一定程度上改善抗氧化特性， 但添加剂中缺乏高温耐烧蚀组元且难以在更 高温度下发挥抗氧化 性能。 [0004]鉴于以上原因， 特提出本发明。 发明内容 [0005]本发明涉及 一种高超声速飞行器用耐烧蚀抗氧化树脂， 所述的耐烧蚀抗氧化树脂 包含着： 50 ‑90重量份的改性酚醛树脂， 1 ‑20重量份的硅硼碳氮前驱体， 1 ‑15重量份的纳米 陶瓷粉体， 5 ‑35重量份的经过氧化铝改性的空心微球， 1 ‑5重量份的纳米碳基粉体， 1 ‑15份 重量的纳米尺度的铪硅复合粉体， 5 ‑20重量份的铪 钽陶瓷前驱体 裂解活性粉。 [0006]优选地， 所述的硅硼碳氮陶瓷前驱体指在惰性或真空状态下经裂解处理后能生成 硅硼碳氮陶瓷的一种高分子聚合物。 [0007]优选地， 所述的改性酚醛树脂是指经Si、 Mg、 Ti、 W、 Zr、 Hf、 Ta、 Nb、 Mo中一种或几种 金属元素改性后的酚醛树脂， 酚醛树脂在真空或惰性气氛经900℃裂解后， 元素含量不低于 5％。 [0008]优选地， 所述的纳 米陶瓷粉体包含： 纳 米硼化铪、 纳 米硼化钽、 纳 米硼化铌、 纳 米硼 化钨粉体、 纳米碳化铪、 纳米碳化钽、 纳米碳化铌、 纳米碳化钨， 纳米碳化硼粉体中的一种或 者几种； 所述的纳米陶瓷粉体的粒径为1 ‑500nm。 [0009]优选地， ， 所述的经氧化铝包覆的空心微球为空心碳化硅微球、 空心碳化锆、 空心 氮化硼微球中的一种或多种， 氧化铝包覆空心微球的尺寸在0.1 ‑300 μm。 [0010]优选地， 所述的纳 米碳基粉体为纳 米碳粉、 纳米石墨粉中的至少一种； 所示的纳 米 碳基粉体的尺寸在1 ‑500nm。 [0011]优选地， 所述的铪硅复合粉体中的铪源为氧化铪、 碳酸铪、 氢氧化铪中的一种或几说　明　书 1/4 页 3 CN 115232435 A 3