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CN111186181B - 一种多层热防护材料及其制备方法 - Google Patents

一种多层热防护材料及其制备方法 Download PDF

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CN111186181B CN201910859188.8A CN201910859188A CN111186181B CN 111186181 B CN111186181 B CN 111186181B CN 201910859188 A CN201910859188 A CN 201910859188A CN 111186181 B CN111186181 B CN 111186181B
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Abstract

本发明涉及一种多层热防护材料及其制备方法，属于高温热防护和结构设计领域。该热防护材料由四层材料组成，由外至内依次为无机纤维毡、玻璃纤维布、热沉层和低导热率层。首先，准备氧化锆纤维毡和玻璃纤维布；将相变蜡溶解在硅橡胶中，采用涂刷工艺，在玻璃纤维布上制作成热沉层；再在玻璃纤维布的热沉层上制作聚硅氧烷或聚硼硅氧烷薄膜作为低导热率层。本发明的热防护材料具有较高的柔软性和较好的耐热性能，特别是具有较低的密度。本发明热防护材料与相同尺寸和厚度的传统热防护材料相比，在500kw/m2下测试50s后，不同厚度的热防护材料背面温升大幅度下降，并且材料减重大约为10％左右。其制备方法简单，工艺方便易行。

Description

一种多层热防护材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型多层热防护材料及其制备方法。火箭及其相关飞行器在飞行过程中，发动机产生的热量对仪器及设备产生加热作用，本发明的热防护材料主要是应用于仪器及设备的防热，属于高温热防护领域，也属于结构设计领域。
背景技术
热量传递是一种复杂的现象，常把它分成三种基本方式，即热传导、热对流及热辐射，生产和生活中所遇到的热量传递现象往往是这三种基本方式的不同主次的组合。火箭发动机点火飞行过程中，产生的热量通常以辐射的形式向外传播，这导致火箭及其相关飞行器在飞行过程中，热量逐渐累积到一定程度，超过了仪器及设备的许用温度，为此，为了保护仪器及设备需要用材料将热量阻隔在仪器及设备外部，这种材料叫热防护材料。
目前，火箭及其相关飞行器的辐射热流最高可达500kw/m2，根据斯忒藩-玻耳兹曼定律，等效温度约为2000℃，这样的辐射高温使得很多热防护材料都无法满足实际需要。通常，热防护材料为泡沫金属或陶瓷材料，这类材料虽然耐温性能很好，但是密度较大，硬度较大在实际应用过程中产生诸多问题，例如，密度大导致火箭及其相关飞行器有效载荷显著降低；硬度大导致安装困难，不易操作。为此，在当前工作中新开发一种新型多层柔性热防护材料，相比于传统单层热防护材料，不但重量变轻、防热性能更好并且更柔软。
发明内容
本发明的目的是为了使得火箭及其相关飞行器在飞行过程中发动机产生的热量对仪器及设备不产生破坏作用，开发一种新型多层柔性热防护材料及其制备方法，本发明为其他防热材料的开发提供了一种新的思路。新开发的热防护材料具有较高的柔软性和较好的耐热性能，特别是具有较低的密度。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种多层热防护材料，该热防护材料由四层材料组成，由外至内依次为无机纤维毡、玻璃纤维布、热沉层和低导热率层。
优选的，所述的无机纤维毡为氧化锆纤维毡，是热防护材料的最外层，氧化锆纤维毡的密度为0.75g/cm3～2.50g/cm3，厚度为0.25mm～1.00mm。
优选的，所述的玻璃纤维布的厚度为0.03mm～1.00mm，是热防护材料的次外层；所述的玻璃纤维布可为无碱玻璃纤维布或高硅氧玻璃纤维布，即采用无碱玻璃纤维或高硅氧玻璃纤维制成。
优选的，所述的热沉层是热防护材料的次内层，由相变蜡和硅橡胶组成，其中相变蜡的质量含量为5％～35％；所述的热沉层厚度为0.45mm～1.00mm。所述的硅橡胶可以是加成型乙烯基硅橡胶或加成型丙烯基硅橡胶；所述的相变蜡可根据实际需要制备，使之具有不同的相变温度，在本发明中相变蜡的相变温度可在20-80℃之间。
所述的热沉层可采用涂刷工艺制成，将相变蜡和硅橡胶混合物通过涂刷工艺涂刷在玻璃纤维布上，制成热沉层。
优选的，所述的低导热率层是热防护材料的最内层，由聚硅氧烷或聚硼硅氧烷组成，最内层厚度为0.3mm～1.00mm。
所述的低导热率层可采用涂刷工艺制成，将聚硅氧烷或聚硼硅氧烷通过涂刷工艺涂刷在玻璃纤维布的热沉层上，制成低导热率层。
该多层热防护材料是管状产品时，无机纤维毡与涂刷了热沉层和低导热率层的玻璃纤维布之间不需要缝合或粘接；当该多层热防护材料是片状产品时，无机纤维毡与涂刷了热沉层和低导热率层的玻璃纤维布之间通过纤维绳缝合连接。
本发明采用无机纤维毡做最外层用于抵抗高温，随后用玻璃纤维布作为低热导层阻隔热量，随后热沉层将热量吸收使得温度上升缓慢，此后是最内层，最内层为低导热率层，使得最终仪器及设备表面的温度很低。
本发明还提供了上述多层热防护材料的制备方法，采用下述技术流程：
第一步：准备(制作或购买)不同密度的氧化锆纤维毡；第二步：准备(制作或购买)不同编织厚度的玻璃纤维布；第三步：将不同含量的相变蜡溶解在硅橡胶中，采用涂刷工艺，在玻璃纤维布上制作成热沉层；第四步：采用涂刷工艺，在玻璃纤维布的热沉层上制作聚硅氧烷或聚硼硅氧烷薄膜作为低导热率层，作为最内层；将氧化锆纤维毡、玻璃纤维布按顺序排列，得到四层结构的热防护材料。
一种多层热防护材料的制备方法，包括如下具体工艺步骤：
(1)制作或购买不同密度的氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从0.75g/cm3～2.50g/cm3，厚度为0.25mm～1.00mm；
(2)制作或购买不同编织厚度的玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.03mm～1.00mm；
(3)将不同含量的相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为5％～35％，厚度为0.45mm～1.00mm；
(4)在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷或聚硼硅氧烷，制作不同厚度的低热导率的聚硅氧烷或聚硼硅氧烷薄膜作为低导热率层，最内层厚度为0.3mm～1.00mm；将氧化锆纤维毡、玻璃纤维布按顺序排好，从外到内依次为氧化锆纤维毡、玻璃纤维布、热沉层和低导热率层。
热沉层和低导热率层的制作方法：采用涂刷工艺，刷完一遍或一层后，自然干燥，然后再刷下一遍或层，直到达到所需的厚度；一般刷200遍或层形成薄膜的厚度为2mm。
制备得到的多层热防护材料可以是管状或片状产品。如果是管状产品，氧化锆纤维毡与涂刷了热沉层和低导热率层的玻璃纤维布之间不需要缝合或粘接；如果是片状产品，氧化锆纤维毡与涂刷了热沉层和低导热率层的玻璃纤维布之间采用行业用的纤维绳缝合。
本发明的多层柔性热防护材料中，首先采用氧化锆纤维，这种纤维熔点为2593℃，氧化锆纤维毡具有非常好的耐温性能，同时，氧化锆纤维毡自身热导率很低，火箭及其相关飞行器辐射热量先作用在氧化锆纤维毡表面，氧化锆纤维毡将热量完全隔住，随后，氧化锆纤维毡向内传导热量；随后用玻璃纤维布，因为玻璃纤维布具有非常高的致密性，使得辐射热量的红外线无法直接穿过玻璃纤维布；紧接着是热容很大的相变材料做成热沉层，将通过玻璃纤维后的热量吸收，并且通过相变使得温度缓慢上升；最后用聚硼硅氧烷作为最内层，因为聚硼硅氧烷具有非常好的柔韧性和光洁度，便于与仪器及设备接触。
本发明的热防护材料具有较高的柔软性和较好的耐热性能，特别是具有较低的密度。本发明热防护材料与相同尺寸和厚度的传统热防护材料相比，在500kw/m2下测试50s后，不同厚度的热防护材料背面温升大幅度下降，并且材料减重大约为10％左右。其制备方法简单，工艺方便易行，制得材料的防热效果远好于现有热防护材料。
附图说明
图1为本发明的多层热防护材料的结构示意图。
A 氧化锆纤维毡 B 玻璃纤维布
C 热沉层 D 低导热率层
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，本发明的应用不局限于所举的实施例。
如图1所示，为本发明多层热防护材料的结构示意，由外到内依次是A氧化锆纤维毡、B玻璃纤维布、C热沉层和D低导热率层。其制备的具体工艺步骤为：
第一步：制作不同密度的氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从0.75g/cm3～2.50g/cm3，厚度为0.25mm～1.00mm；第二步：制作不同编织厚度的玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.03mm～1.00mm；第三步：将不同含量的相变蜡溶解在硅橡胶中，制作成热沉层，相变蜡的含量为5％～35％，厚度为0.45mm～1.00mm；第四步：不同厚度的低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.3mm～1.00mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将相同厚度的传统热防护材料做对比实验。
实施例1：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度为0.75g/cm3，厚度为0.25mm，可购自山东济南火龙热陶瓷有限公司或其他公司，以下相同；第二步：准备无碱玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.03mm，可购自陕西华特玻纤材料集团有限公司或其他公司，以下相同；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，一般刷200遍形成薄膜的厚度约为2mm，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为5％，厚度为0.45mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，一般刷200遍形成薄膜的厚度约为2mm，低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.30mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将1.03mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂硅橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.03mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为547℃，而本发明热防护材料温升为233℃，并且传统热防护重量为9.13g，而本发明中热防护材料重量为8.11g；即，减重1.02g减重率为11.17％，温升降低了314℃，降低率为57.4％。
实施例2：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从1.00g/cm3，厚度为0.50mm；第二步：准备高硅氧玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.20mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为10％，厚度为0.55mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硼硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硼硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.50mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将1.75mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂聚氨酯橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.2mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为447℃，而本发明热防护材料温升为192℃，并且传统热防护重量为25.83g，而本发明中热防护材料重量为22.61g；即，减重3.22g减重率为12.47％，温升降低了255℃，降低率为57.8％。
实施例3：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从1.25g/cm3，厚度为0.65mm；第二步：准备高硅氧玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.30mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为20％，厚度为0.75mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.40mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将2.10mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂硅橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.3mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为409℃，而本发明热防护材料温升为123℃，并且传统热防护重量为31.52g，而本发明中热防护材料重量为28.05g；即，减重3.47g减重率为11.01％，温升降低了286℃，降低率为69.93％。
实施例4：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从2.50g/cm3，厚度为1.00mm；第二步：准备无碱玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为1.00mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为35％，厚度为1.00mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为1.00mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将4.00mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂硅橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为1.00mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为156℃，而本发明热防护材料温升为33℃，并且传统热防护重量为61.22g，而本发明中热防护材料重量为55.07g；即，减重6.15g减重率为10.05％，温升降低了123℃，降低率为78.85％。
实施例5：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从2.00g/cm3，厚度为0.90mm；第二步：准备高硅氧玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.90mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为30％，厚度为0.90mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硼硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硼硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.90mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将3.60mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂聚氨酯橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.9mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为239℃，而本发明热防护材料温升为45℃，并且传统热防护重量为55.01g，而本发明中热防护材料重量为49.22g；即，减重5.79g减重率为10.53％，温升降低了194℃，降低率为81.17％。
实施例6：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从1.75g/cm3，厚度为0.85mm；第二步：准备无碱玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.70mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为25％，厚度为0.80mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硼硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硼硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.80mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将3.15mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂聚氨酯橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.7mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为287℃，而本发明热防护材料温升为59℃，并且传统热防护重量为47.31g，而本发明中热防护材料重量为41.29g；即，减重6.02g减重率为12.72％，温升降低了228℃，降低率为79.44％。
实施例7：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从2.50g/cm3，厚度为0.25mm；第二步：准备高硅氧玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为0.03mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为35％，厚度为0.45mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为1.00mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将1.73mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂聚氨酯橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为0.03mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为461℃，而本发明热防护材料温升为199℃，并且传统热防护重量为26.09g，而本发明中热防护材料重量为23.87g；即，减重2.22g减重率为8.51％，温升降低了262℃，降低率为56.8％。
实施例8：
第一步：准备氧化锆纤维毡，氧化锆纤维毡密度从0.75g/cm3，厚度为1.00mm；第二步：准备无碱玻璃纤维布，玻璃纤维布厚度为1.00mm；第三步：将相变蜡溶解在硅橡胶中，涂刷在玻璃纤维布上，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，制作成热沉层，相变蜡的质量含量为5％，厚度为0.45mm；第四步：在玻璃纤维布的热沉层上涂刷聚硅氧烷，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，低热导率的聚硅氧烷作为最内层，内层厚度为0.30mm。做成的四层结构的热防护材料，在500kw/m2的热流下测试不同厚度热防护材料的背面温升，通常测试时间为50秒，以此来衡量热防护材料的防热效果。同时，为了证明本发明的优势，将2.75mm厚的传统热防护材料(玻璃纤维布涂硅橡胶，玻璃纤维布的厚度与本实施例相同，为1.00mm)做对比实验，测试样品尺寸为10cm×10cm，测试试验结果表明：传统热防护材料背面温升为333℃，而本发明热防护材料温升为95℃，并且传统热防护重量为41.98g，而本发明中热防护材料重量为38.05g；即，减重3.93g减重率为9.4％，温升降低了238℃，降低率为71.5％。
从上述8个实施例中，可以清楚看出来，相同尺寸和厚度的热防护材料，在500kw/m2下测试50s后，不同厚度的热防护材料背面温升分别列在表1中，并且减重大约为10％左右。本发明制作简单，工艺方便易行，最为重要的是防热效果远好于现有热防护材料。
表1不同厚度的热防护材料背面温升
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种多层热防护材料，其特征在于：该热防护材料由四层材料组成，由外至内依次为无机纤维毡、玻璃纤维布、热沉层和低导热率层；所述的无机纤维毡为氧化锆纤维毡；所述的热沉层由相变蜡和硅橡胶组成，其中相变蜡的质量含量为5％～35％；所述的硅橡胶为加成型乙烯基硅橡胶或加成型丙烯基硅橡胶；所述的相变蜡的相变温度在20-80℃之间；所述的低导热率层由聚硅氧烷或聚硼硅氧烷组成。
2.如权利要求1所述的多层热防护材料，其特征在于：所述的无机纤维毡密度为0.75g/cm3～2.50g/cm3。
3.如权利要求1所述的多层热防护材料，其特征在于：所述的玻璃纤维布由无碱玻璃纤维或高硅氧玻璃纤维制备。
4.如权利要求1所述的多层热防护材料，其特征在于：所述的氧化锆纤维毡的厚度为0.25mm～1.00mm，所述的玻璃纤维布的厚度为0.03mm～1.00mm，所述的热沉层厚度为0.45mm～1.00mm，所述的低导热率层的厚度为0.3mm～1.00mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的多层热防护材料的制备方法，包括如下步骤：首先，准备氧化锆纤维毡；其次，准备玻璃纤维布；第三，将相变蜡溶解在硅橡胶中，采用涂刷工艺，在玻璃纤维布上制作成热沉层；第四，采用涂刷工艺，在玻璃纤维布的热沉层上制作聚硅氧烷或聚硼硅氧烷薄膜作为低导热率层，得到四层结构的热防护材料。
6.如权利要求5所述的多层热防护材料的制备方法，其特征在于：在制作热沉层和低导热率层时，采用涂刷工艺，刷完一遍后，自然干燥，然后再刷下一遍，直到达到所需的厚度。
7.如权利要求5所述的多层热防护材料的制备方法，其特征在于：制备得到的多层热防护材料为管状或片状产品；多层热防护材料为片状产品时，氧化锆纤维毡与涂刷了热沉层和低导热率层的玻璃纤维布之间采用纤维绳缝合。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112447322B (zh) * 2020-11-30 2022-07-05 北京宇航系统工程研究所 一种多层抗辐射热热防护材料及其制备方法
CN112832925B (zh) * 2020-12-31 2022-08-30 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种环状波纹柔性防热套及其制备方法
CN113147117A (zh) * 2021-05-10 2021-07-23 苏州普科环境技术有限公司 一种多层隔热保温罩及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205522750U (zh) * 2016-03-25 2016-08-31 武汉鼎业环保工程技术有限公司 耐高温隔热毯
CN209159085U (zh) * 2018-12-14 2019-07-26 湖南星鑫航天新材料股份有限公司 一种柔性复合防热套管

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7892988B2 (en) * 2003-07-21 2011-02-22 Barbara Hildegard Pause Membrane materials with thermo-regulating properties for fabric structures
CN101628160A (zh) * 2009-01-22 2010-01-20 中国人民解放军总后勤部油料研究所 一种防火毯
EP2560817B1 (en) * 2010-04-23 2020-06-03 Unifrax I LLC Multi-layer thermal insulation composite
ES2524801T3 (es) * 2010-08-13 2014-12-12 Armacell Enterprise Gmbh & Co. Kg Sistema de aislamiento flexible para altas temperaturas
CN103449777B (zh) * 2013-08-21 2016-10-05 航天特种材料及工艺技术研究所 一种高性能多层薄毡复合隔热材料及其制备方法
CN106915128B (zh) * 2015-01-15 2018-11-02 中国建筑材料科学研究总院 超高温梯度隔热材料的制备方法
US20180327609A1 (en) * 2015-08-28 2018-11-15 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method for manufacturing thermally insulated body, and thermally insulated body
CN108467592A (zh) * 2018-04-09 2018-08-31 武汉理工大学 一种隔热防热室温固化有机硅胶片及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205522750U (zh) * 2016-03-25 2016-08-31 武汉鼎业环保工程技术有限公司 耐高温隔热毯
CN209159085U (zh) * 2018-12-14 2019-07-26 湖南星鑫航天新材料股份有限公司 一种柔性复合防热套管

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