本发明涉及一种防热粘接功能一体化复合材料及其制备方法和应用，属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种兼具防热和粘接功能一体化复合材料及制备方法，属于固体火箭发动机绝热技术领域。
背景技术：
固体发动机内绝热层技术直接影响宇航工程的可靠性和导弹武器的作战效能，是固体火箭发动机领域内的重要研究内容，各国一直将内绝热层技术作为固体发动机的核心技术之一予以高度重视。目前，常规的内绝热结构包括绝热层和衬层两部分，使用过程中界面脱粘也时有发生，而且制作过程要经历绝热层材料混炼、薄通、出片、硫化成型、打毛、清洗、烘干、衬层刷涂和衬层预固化等多道工序。随着对发动机产品生产效率及质量可靠性要求的不断提高，有必要研制新型内绝热结构配方，可以具备绝热层和衬层两部分功能，减少工序，减少界面，加强产品的可靠性。
现有技术中，绝热材料的强度较低，烧蚀性能较差，无法满足一体化材料在受各种载荷作用下对强度的要求。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种防热粘接功能一体化复合材料及其制备方法和应用。
本发明的技术解决方案是：
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料采用互穿网络聚合物作为基体来实现粘接功能，采用填加阻燃剂等来实现防热功能；该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚硅氧烷、乙烯基树脂、苯乙烯、硼酚醛树脂中的一种或两种以上的混合物；
所述的阻燃剂为硼酸酯、硼酸锌、氢氧化铝(al(oh)3)、阻燃剂z、阻燃剂m的一种或两种以上的混合物；
所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯(tdi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、n100、ddi的一种或两种以上的混合物；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物70％～87％；
固化剂8％～10％；
阻燃剂5％～20％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
(1)在室温下，将组分a和阻燃剂进行混合，并搅拌均匀，然后加入固化剂，并搅拌均匀，得到混合物；
(2)在步骤(1)得到的混合物中加入组分b，并搅拌均匀，真空脱气15～25min，在50-60℃的温度下固化5-7天，得到防热粘接功能一体化复合材料。
一种防热粘接功能一体化复合材料的应用，步骤包括：
(1)在室温下，将组分a和阻燃剂进行混合，并搅拌均匀，然后加入固化剂，并搅拌均匀，然后加入组分b，并搅拌均匀，真空脱气15～25min，得到混合物；
(2)在步骤(1)得到的混合物涂覆到固体发动机壳体内表面，在50-60℃的温度下固化5-7天，完成防热粘接功能一体化复合材料在固体发动机壳体上的应用。
本发明提供的兼具防热粘接功能一体化复合材料的有益效果是：
(1)本发明涉及本发明提供了兼具防热和粘接功能一体化复合材料及制备方法。该材料同时具有耐烧蚀和粘接功能，通过在多元互穿网络聚合物来实现粘接功能，通过填加阻燃剂等来实现防热功能。兼具防热和粘接功能一体化材料可用于发动机的热防护，兼具绝热层和衬层的功能。
(2)其中多元互穿网络结构ⅰ为聚氨酯体系，互穿网络结构ⅱ互穿网络聚合物基体为聚氨酯与环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚硅氧烷、乙烯基树脂、苯乙烯等树脂中的一种或两种以上的组合。
(3)本发明通过互穿网络聚合物来实现粘接功能，通过填加阻燃剂等来实现防热功能，显著减少了原有绝热层和衬层的生产时间和工序，而且缩减了一个界面。在保证粘接性能的同时，可以有效提高一体化复合材料的烧蚀性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明提出的兼具防热和粘接功能一体化复合材料作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
本发明的核心思想在于，通过采用与推进剂相容性好的互穿网络聚合物基体、以及保持相同的固化剂，从而使其具有与推进剂良好的粘接功能；通过加入阻燃剂等来实现防烧蚀功能，可以调节阻燃剂的含量来调节防热和粘接功能一体化复合材料的烧蚀性能。
本发明提供的兼具防热和粘接功能一体化复合材料由互穿网络聚合物基体、固化剂、阻燃剂组成，各组分的质量百分比含量为：
互穿网络聚合物，70％～87％；
固化剂，8％～10％；
阻燃剂，5％～20％。
较佳地，所述多元互穿网络聚合物基体为聚氨酯和环氧树脂以及硼酚醛树脂的互穿聚合物，三者组合占防热和粘接功能一体化复合材料总质量的70％～87％；
较佳地，所述固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)，占防热和粘接功能一体化复合材料总质量的8％～10％。
较佳地，所述阻燃剂为硼酸锌，占兼具防热和粘接功能一体化复合材料总质量的5％～20％。
现以具体实施例说明本发明的一种兼具防热和粘接功能一体化复合材料及制备方法。
实施例1
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为硼酚醛树脂；
所述的阻燃剂为硼酸锌；
所述的固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物70％；
固化剂10％；
阻燃剂20％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将70g互穿网络聚合物和20g硼酸酯加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入10g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度1914kpa，断裂伸长率272％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.28mm/s。
实施例2
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为环氧树脂；
所述的阻燃剂为硼酸酯；
所述的固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物70％；
固化剂10％；
阻燃剂20％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将70g互穿网络聚合物和20g硼酸酯加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入10g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度2030kpa，断裂伸长率247％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.32mm/s。
实施例3
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为环氧树脂和硼酚醛树脂的混合物；
所述的阻燃剂为硼酸锌；
所述的固化剂为甲苯二异氰酸酯(tdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物70％；
固化剂10％；
阻燃剂20％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将70g互穿网络聚合物和20g硼酸锌加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入10g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度2332kpa，断裂伸长率205％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.24mm/s。
实施例4
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为环氧树脂；
所述的阻燃剂为硼酸锌；
所述的固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物86％；
固化剂9％；
阻燃剂5％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将86g互穿网络聚合物和5g硼酸锌加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入9g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度1921kpa，断裂伸长率481％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.40mm/s。
实施例5
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为硼酚醛树脂；
所述的阻燃剂为硼酸锌；
所述的固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物79％；
固化剂8％；
阻燃剂13％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将79g互穿网络聚合物和13g硼酸锌加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入8g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度1822kpa，断裂伸长率442％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.32mm/s。
实施例6
一种防热粘接功能一体化复合材料，该复合材料包括互穿网络聚合物、固化剂和阻燃剂；
所述的互穿网络聚合物包括组分a和组分b，组分a为聚氨酯，组分b为环氧树脂；
所述的阻燃剂为硼酸锌；
所述的固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)；
以该复合材料的总质量为100％计算，各组分的质量百分比为：
互穿网络聚合物73％；
固化剂8％；
阻燃剂19％。
一种防热粘接功能一体化复合材料的制备方法，该方法的步骤包括：
在室温下，将73g互穿网络聚合物和19g硼酸锌加入混合容器中，加料后搅拌均匀；然后加入8g固化剂ipdi，搅拌均匀，真空脱气25min，然后将一体化材料按照厚度需求涂覆在胶片模具中，真空脱气30～50分钟，置于60℃下完成固化7天，随炉冷却至室温，完成防热粘接功能一体化复合材料的制备，测其力学性能。
对得到的胶片本体性能进行测试，测试标准为qj916-1985，测试结果为抗拉强度2035kpa，断裂伸长率447％，对其烧蚀性能进行测试，测试标准为gjb323a-1996，线烧蚀率0.26mm/s。