一种隔热耐高温抗电磁多功能复合编织体及其制

本发明涉及复合编织体领域。背景技术：1、随着航天技术的发展，超高速飞行器已经成为世界各国竞相研究和发展的重点，飞行器表面的热防护至关重要，一体化热防护材料成为研究热点。传统热防护材料采用多层复合，但这种方式在高速飞行过程中会出现层间剥离，导致耐冲刷层失，因此具有结构稳定性和高效隔热的热防护材料需求日益迫切。2.5d编织体可将具有不同功能的层结构编织成整体，复合编织体的结构稳定、轻质、多功能，可实现多功能一体化的热防护。2、中国专利cn115897046a公布了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，此发明提供的氧化铝纤维静密封材料是将氧化铝纱线进行加捻合股，再将氧化铝纱线浸渍在包含氧化铝陶瓷粉末、遮光剂、粘合剂、稀释剂的复合浸渍液中干燥后得到氧化铝复合纱线，将所述纱线按照不同的编织方法和编织界面形状进行在线编织，热处理后制备得到氧化铝纤维静密封材料。复合功能组分优化了纤维内部对红外辐射的的阻隔效果，起到了隔热效果；采用三维编织，利用纤维加捻、合股以及编织工艺得到具有柔性、可压缩变形性的超高温静密封材料。中国专利cn115958844a公开了一种吸波结构复合材料及其制备方法，该吸波材料包括从上至下依次设置的隔热层、透波层、磁损耗吸波层、反射层和承载层，以氨酚醛树脂和羰基铁粉作为抗电磁匹配层，将氨酚醛树脂和石英纤维混合晾干热压后作为隔热层和承载层，电磁波经过透波层传至磁损耗吸波层，将大部分电磁波损耗吸收，未被吸收的电磁波进入反射层后被反射回吸波层损耗吸收，通过吸波结构的多层设计，实现了电磁波的多层吸收。3、cn115897046a中的氧化铝股线表面光滑，其股线结构所捕捉的防红外粉体较少，且易脱落，在功能浸渍液中浸渍后的效果难以保证，抗红外辐射的面积小效果弱，粉体价格昂贵，材料成本高。cn115958844a中进行功能复合的载体都是纤维毡，纤维毡的强力很弱，不耐拉伸和冲击，整体复合材料的力学性能较差，在高温高速气体冲刷下可能会受到损坏，同时抗电磁吸波材料占比较多，材料的隔热效果较差。技术实现思路1、本发明的目的在于，针对上述存在的问题，公开了一种在航空航天防护材料中兼具防高温冲刷气体冲刷、隔热耐高温、抗电磁等性能的复合编织体的制备方法包括如下步骤：2、s1：分别制备耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线；3、s2:上述四种纱线作为经纱，耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线从上往下依次分布；经纱为所述的耐高温冲刷层纱线；将上述耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线以层间角联锁结构复合编织，形成所述的复合编织体。4、在改进的方案当中，制备耐高温冲刷层纱线步骤如下：将氧化铝纱线作为芯纱，以无机纤维纱线作为包覆纱线，两种纱线复合方式为包缠或编织，芯纱细度为50～800tex，所述的无机纤维纱线为玻璃纤维、石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维其中一种或多种，无机纤维纱线细度为50～200tex，所述的复合方式中包缠为双包或四包，编织轴数为4-8轴。5、在改进的方案当中，制备耐高温层纱线步骤如下：将氧化铝网胎作为芯纱，以无机纤维纱线作为包覆纱线，复合方式为编织，无机纤维纱线为玻璃纤维、石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维其中一种或多种，其细度为100～400tex，编织结构的编织轴数为4-8轴，制备所述的耐高温层纱线。6、在改进的方案当中，制备抗电磁层纱线的步骤如下：7、抗电磁层纱线芯纱制备：将金属粉体与油性偶联剂混合制备混合溶液，其中金属粉体占比5-15％，金属粉体为铬锰合金粉体、铁铬合金粉体、铜镍合金粉体等其中一种或多种，粒径为300-500μm；将氧化铝纱线浸渍于上述混合溶液中，浸渍时间为1-2小时，浸渍后置于无水乙醇中超声波处理去除油性偶联剂；进一步配置泡沫-金属粉体粘合剂刮涂于氧化铝纱线表面，使得表面可涂覆上金属粉体；上述泡沫-金属粉体粘合剂由复合型粘合剂、金属粉体以及表面活性剂经过发泡装置与空气混合发泡；通过刮涂式泡沫施加装置将泡沫粘合剂刮涂与氧化铝纱线上下两层后，经过加压和热处理，抗电磁层纱线芯纱；8、将上述制备的抗电磁层纱线芯纱在其表面包覆无机纤维纱线，两种纱线复合方式为编织，得到抗电磁层纱线。9、在改进的方案当中，制备隔热层纱线的步骤如下：将氧化铝粗纱浸渍在无机气凝胶溶液中，再进行真空冷冻干燥后作为芯纱，在其表面通过复合方式包覆无机纤维纱线；所述气凝胶溶胶为氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶、氧化硅氧化铝复合气凝胶其中一种，气凝胶材料细度为200～400tex。无机纤维纱线为玻璃纤维、石英纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维其中一种或多种，无机纤维纱线细度为100～400tex，复合方式中的编织轴数为4-8轴。10、本发明还公开了一种隔热耐高温抗电磁多功能复合编织体，依次包括耐高温冲刷层、耐高温层、防电磁抗屏蔽层、隔热层；所述的复合编织体由耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线作为纬纱，经纱为耐高温冲刷层纱线或其芯纱预处理后的纱线，四个不同的纬纱和经纱分别复合形成所述的耐高温冲刷层、耐高温层、防电磁抗屏蔽层、隔热层。11、在改进的方案当中，耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线选自所述的耐高温冲刷层纱线、耐高温层纱线、抗电磁层纱线、隔热层纱线。12、在改进的方案当中，防电磁抗屏蔽层中的经纱为耐高温冲刷层纱线芯纱预处理后的纱线，预处理包括对芯纱做电磁屏蔽剂浸渍上浆处理，其中电磁屏蔽剂为氧化石墨烯/水性聚氨酯整理剂，通过压力喷涂的方式均匀将整理剂喷涂于经纱a的芯纱上，固化8小时后，高温烘箱135℃烘干5小时。13、本发明第一层耐高温冲刷气体层纱线的编织结构为包缠或编织，此种复合结构将两种力学性质不同的耐高温无机纤维纱线结合，使得其拥有更高的强力和抗弯折性能，可作为后续耐冲刷层纱线和整体编织体经纱。14、第二层至第四层主要以氧化铝粗纱复合编织绳结构，此种结构使得氧化铝粗纱的力学性能和功能性得到增强，其中第二层纱线以氧化铝复合编织绳达到耐高温性能，第三层纱线以复合金属粉体达到抗电磁性能，第四层纱线以氧化铝粗纱复合气凝胶达到隔热性能。5上述的多功能纱线在编织结构的基础上，实现了高强度和多功能的特点。15、第二层至第四层主要以氧化铝粗纱复合编织绳结构，此种结构使得氧化铝粗纱的力学性能和功能性得到增强，其中第二层纱线以氧化铝复合编织绳达到耐高温性能，第三层纱线以复合金属粉体达到抗电磁性能，第四层纱线以氧化铝粗纱复合气凝胶达到隔热性能。上述的多功能纱线在编织结构的基础上，实现了高强度和多功能的特点。16、第三层编织体中作为纬纱复合编织绳的芯纱部分，通过热压工艺将作为电磁屏蔽剂的金属粉体复合氧化铝纱线中，提供了第三层纱线的抗电磁屏蔽功能。对应第三层编织体的经纱部分，其经纱的芯纱部分上浆复合氧化石墨烯/水性聚氨酯整理剂，提供了该层经纱的电磁屏蔽效果，以上第三层中经纱和纬纱都具有抗电磁屏蔽功能，使得该层编织体具有优异的抗电磁屏蔽效果。17、第四层编织体中作为纬纱复合编织绳的芯纱部分，氧化铝粗纱通过浸渍无机气凝胶溶液中，得到氧化铝粗纱复合气凝胶隔热材料，提供了第四层纱线的隔热功能。