耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料及其制备方法与流程

本发明涉及一种柔性耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料及其制备方法，属于密封材料技术、热防护材料。

背景技术：

1、航空航天飞行器高温热防护、高温发动机，工业领域高温窑炉和发电轮机等，整体结构进行隔热防护设计，其面临着高温长时间使用环境，其缝隙密封、运动部件热密封、开合装置热密封等需要解决高温热泄露技术问题，如发生热泄露，将会造成工作区域低温区域温度升高，严重会影响该装备无法正常工作。以往采用石墨密封、芳纶/碳纤维有机复合盘根、金属波纹管密封等进行400～600℃高温密封处理，对于600℃以上高温密封，采用硅酸铝棉编织盘根，耐温只能满足1000℃左右环境工况。航空航天及工业领域对特种热密封材料不断提出新技术需求，需要耐1000～1500℃、柔性、隔热密封等功能，面临着缺少此类热密封材料制备技术，亟待开展相关制备技术研制，限制相关装备技术发展。因此，高性能高马赫飞行器提出了对1000～1500℃超高温柔性热密封高要求，要解决超高温、柔性、抗红外辐射的隔热密封材料制备技术难题。

2、另外，专利cn108977954a公开了一种抗氧化复合面料的制备方法，其包括如下步骤：纱线制作，纱线浸胶，面料编织，配制后处理液，后处理。其经过纱线的结构设计及后期的后整理处理，能提升面料的抗氧化性能。但是其为二维平面编织织物，采用穿心纱工艺，属于布料制造工艺，使用绦纶、羊毛和聚乙烯等普通纤维，仅能在常温至100℃使用，无法应用于上述的超高温环境中。

3、鉴于此，提出了一种柔性耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料及其制备方法。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在不足问题，本发明提供了一种柔性耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料及其制备方法，可以用于高马赫飞行器超高温部位隔热密封材料、工业高温装备中缝隙隔热密封材料等，是航空航天、工业高温装置的高可靠性热密封材料构件，具有先进高温热密封应用价值。

2、一种耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)对氧化铝纤维进行加捻，控制捻度，制成氧化铝加捻纱线；

4、(2)对所述氧化铝加捻纱线进行多股合股，制成氧化铝加捻合股纱线；

5、(3)按照质量比例(1～5):(1～8):(0.5～10):100配置氧化铝陶瓷粉、遮光剂组份、粘合剂和稀释剂，搅拌均匀，配置出复合浸渍液；

6、(4)使用所述复合浸渍液对所述氧化铝加捻合股纱线进行浸渍复合，再进行干燥，干燥完成后制成氧化铝复合线；

7、(5)使用所述氧化铝复合线按照不同的编织方法和编织截面形状，调控编织体积分数，进行在线编织，编织完成后进行加热处理，制备成氧化铝纤维静密封材料。

8、优选地，所述氧化铝纤维的tex数范围为60～600tex；所述捻度范围为10～180捻/m。

9、优选地，所述合股的股数为2～10股。

10、优选地，所述氧化铝陶瓷粉为纳米级。

11、优选地，所述遮光剂组份为三氧化二铬、碳化硅、氧化镍、三氧化二铁、二氧化锰、氧化镧、二氧化钛等中一种、两种或三种。

12、优选地，所述粘合剂为硅溶胶、硅树脂中一种。

13、优选地，所述稀释剂为乙醇、丙酮中一种。

14、优选地，所述浸渍复合方法为所述氧化铝加捻合股纱线连续在线浸渍、烘干、缠绕一步制成方法。

15、优选地，所述干燥的方法为热鼓风循环加热干燥；所述干燥温度60～150℃；

16、优选地，所述编织方法为二维三向、三维四向、三维五向中的一种。

17、优选地，所述编织截面形状为圆形、矩形中的一种。

18、优选地，所述编织体积分数为30％～50％。

19、优选地，所述加热处理的温度为500～600℃，加热处理的时间为10～120min。

20、一种耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料，采用上述方法制备所得。

21、本发明与现有技术相比的有益效果：

22、(1)本发明创新地采用步骤(1)的单股纤维加捻，可以通过加捻调整每束纤维的预紧力，影响纤维束相互接触堆积程度，更为密实；采用步骤(2)多股纤维合股，不同股数合股，可以调整纤维编织结构精细度，对纤维结构的柔韧性、压缩性、密封性均有不同影响；采用步骤(4)的复合功能组分，添加组分可以优化纤维结构内部对高温红外辐射的阻隔效果，起到隔热效果；采用步骤(5)的三维编织，是利用已处理好的纤维纱束通过三维编织，可以变成绳状编织体，截面可以为圆形或矩形。利用纤维加捻、合股以及编织工艺控制纤维编织结构柔性、可压缩变形性等性能，是一项超高温静密封材料制备技术。

23、(2)本发明创新性地设计了由纤维复合纱线与纳米功能粉体构成的“点-线”结构单元的三维纤维织造结构，纤维与具有遮光功能纳米粉体进行弱连接复合保持了纤维柔性变形协调性能，功能粉体均匀分散在编织结构中，具有耐1500℃高温、抗红外辐射、密封填充、隔热阻热功能。

24、(3)本发明制备的柔性耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料结构设计性强，包括截面尺寸、连续长度、柔韧性、压缩可变形等，具有耐超高温、柔性可变形、高温抗红外辐射、结构整体性好等特点，是一种优异的高温静密封材料，具有普遍推广价值。

技术特征：

1.一种耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化铝纤维的tex数范围为60～600tex；所述捻度范围为10～180捻/m。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合股的股数为2～10股。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化铝陶瓷粉为纳米级；所述遮光剂组份为三氧化二铬、碳化硅、氧化镍、三氧化二铁、二氧化锰、氧化镧、二氧化钛等中一种、两种或三种；所述粘合剂为硅溶胶、硅树脂中一种；所述稀释剂为乙醇、丙酮中一种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸渍复合方法为所述氧化铝加捻合股纱线连续在线浸渍、烘干、缠绕一步制成方法。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的方法为热鼓风循环加热干燥；所述干燥温度60～150℃。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编织方法为二维三向、三维四向、三维五向中的一种；所述编织截面形状为圆形、矩形中的一种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编织体积分数为30％～50％。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热处理的温度为500～600℃，加热处理的时间为10～120min。

10.一种耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。

技术总结
本发明公开一种耐高温抗红外辐射的氧化铝纤维静密封材料及其制备方法，属于密封材料技术、热防护材料技术领域。通过对氧化铝纤维进行加捻，控制捻度，制成氧化铝加捻纱线；对氧化铝加捻纱线进行多股合股，制成氧化铝加捻合股纱线；将氧化铝陶瓷粉、遮光剂组份、粘合剂和稀释剂搅拌均匀，配置出复合浸渍液；使用复合浸渍液对氧化铝加捻合股纱线进行浸渍复合，再进行干燥，制成氧化铝复合线；使用氧化铝复合线编织得到氧化铝纤维静密封材料。该材料具有耐高温、抗红外辐射、密封填充及隔热阻热功能。

技术研发人员：周玉贵,盛锦华,张凡,陈玉玲,李鑫,李文静
受保护的技术使用者：航天特种材料及工艺技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12