3.7　玄武巖纖維改性硼酚醛樹脂

玄武巖纖維復合材料是以天然玄武巖為原料，破碎后加入熔窯中，在1400～1500℃熔融后，通過拉伸成纖維，并以此纖維為增強體制成的新型復合材料。由于玄武巖纖維具有許多玻璃纖維所不具有的耐熱、耐酸堿、絕緣性好、抗壓縮強度和剪切強度高的優異性能，且生產原料易得，價格便宜，儲量豐富，工業生產無三廢“排放”，堪稱21世紀無污染的“綠色工業材料”，因此玄武巖纖維復合材料在工農業生產及軍事上具有很好的用途。硼酚醛樹脂由于分子結構中引入無機硼元素，生成鍵能較高的B—O鍵，使其耐熱性、瞬時耐高溫性、耐燒蝕性和力學性能等均比普通PF要好得多。玄武巖纖維改性硼酚醛樹脂進一步增強其耐燒蝕性和力學性能，被廣泛應用于火箭、導彈和空間飛行器等空間技術領域。

（1）改性方法　將連續玄武巖纖維（CBFTC）裁剪成尺寸為1200mm×1200mm的布塊。將硼酚醛樹脂（BPF）粉碎，并加入乙醇配制成BPF質量分數為50％的膠液。用計量的BPF樹脂膠液均勻浸漬CBFTC塊，然后晾置于通風干燥處1天以上，得到預浸布。將預浸布切割至200mm×200mm尺寸，放入110～120℃烘箱中預烘30min，然后取出、鋪層，采用層壓成型工藝制得BPF/CBFTC層合板。

硼酚醛復合材料壓制工藝：固化溫度為180℃±10℃，固化時間為15min·mm^-1，成型壓力為5MPa。

（2）玄武巖纖維改性硼酚醛樹脂力學性能及熱性能分析　作為燒蝕材料，通常要求其有效燒蝕熱高、熱導率低、熱膨脹率低以及具有良好的抗熱沖擊和抗機械振動等性能。根據以上方法制得的硼酚醛復合材料力學性能、燒蝕性能及導熱性能見表3-17～表3-19。BPF/CBFTC復合材料具有優異的抗彎、抗壓力學性能和良好的耐燒蝕性、絕熱性。

表3-17　BPF/CBFTC復合材料力學性能

表3-18　BPF/CBFTC復合材料燒蝕性能

表3-19　BPF/CBFTC復合材料導熱性能