连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料及其制备方法，制备方法包括玄武岩纤维的前处理；将前处理后的玄武岩纤维用酚醛树脂溶液真空浸渍、高温碳化裂解，制得具有表面界面层的玄武岩纤维；将高岭土粉末煅烧得偏高岭土粉末；将偏高岭土粉末与磷酸溶液混匀得磷酸基地质聚合物浆料；将磷酸基地质聚合物浆料印刷在具有表面界面层的玄武岩纤维上，随后逐层叠放至预制好的模具上，形成粗坯；固化与脱模养护；用硅树脂溶液表面处理，制得复合材料。制得的复合材料由磷酸基地质聚合物和分散于磷酸基地质聚合物中的连续玄武岩纤维构成。本发明的复合材料具有优良的力学性能和耐高温性能，制备方法能耗成本低、工艺环保、简单。

说明书

技术领域

本发明属于纤维增强无机聚合物复合材料技术领域，尤其涉及一种力学性能优良，耐高温、耐低温及抗高温氧化性能优异的连续玄武岩纤维增强磷酸基聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

地质聚合物是采用一定浓度的酸或碱来激发具有一定活性的铝硅酸盐共聚所形成的具有三维网络结构的无机聚合物。由于其具有较低的密度、热导率与热膨胀系数，同时兼有优异的化学与高温稳定性，再加上原料来源广泛和制备能耗成本较低等优势，其被广泛用于航空航天和土木工程领域的隔热与承重结构中。

目前，被报道的关于地质聚合物的研究文献表明，磷酸基地质聚合物相比较于碱基地质聚合物而言，其具有更优良的耐高温性能与力学性能，因此，值得更深入与广泛的研究。然而，磷酸基地质聚合物的力学性能仍有待进一步提高，尤其是其本身较差的弯曲强度与韧性极大地限制了其应用范围，因此，有必要对其进行补强增韧。已有文献表明，目前，关于地质聚合物补强增韧的研究主要集中在碱基地质聚合物中，而关于磷酸基地质聚合物的补强增韧方面的研究还鲜有报道。究其主要原因，在于磷酸基地质聚合物发展起步晚，导致其研究发展成熟的程度远低于碱基地质聚合物。磷酸基地质聚合物的补强增韧问题是当前亟待解决的关键工程技术问题，也是重要的科学问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种力学性能强，耐高温、耐低温及抗高温氧化性能优异的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)连续玄武岩纤维的前处理：

(1.1)将连续玄武岩纤维布裁切成小块，然后将裁切好的连续玄武岩纤维布放置于丙酮溶液中浸泡，待浸泡结束后取出晾干，并进一步烘干；

(1.2)将烘干后的连续玄武岩纤维布放入酚醛树脂溶液中进行真空浸渍，待浸渍结束后取出晾干，然后进一步烘干以去除溶剂并使酚醛树脂固化和交联，最后进行碳化裂解，并重复真空浸渍-晾干-烘干-碳化裂解3次～4次。

(2)铝-硅源的活化前处理：将粒径为微米级的高岭土粉末进行煅烧，以移除其中结合水后形成具有酸激发活性的偏高岭土粉末；

(3)磷酸基地质聚合物浆料的制备：将步骤(2)得到的偏高岭土粉末与磷酸溶液混匀，得到磷酸基地质聚合物浆料；

(4)连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的成型：通过丝网印刷的方式将步骤(3)制得的磷酸基地质聚合物浆料印刷在步骤(1)前处理后的连续玄武岩纤维上，通过重复印刷的方式控制连续玄武岩纤维表面的泥浆厚度，从而控制连续玄武岩纤维与磷酸基地质聚合物基体的体积分数，最后将表面涂覆磷酸基地质聚合物泥浆的连续玄武岩纤维逐层叠放至模具上，将两侧模具加压合拢，形成致密的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物粗坯；

(5)固化与脱模养护：将步骤(4)形成的粗坯置于60℃～100℃中，保温12h～36h，进行初步固化，然后脱模，将脱模后的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物预制体升温至250℃～400℃，保温1h～3h，进行养护，以进一步完成基体的聚合反应；

(6)表面处理：将步骤(5)固化和脱模养护后的复合材料放入硅树脂溶液中浸渍，浸渍结束后取出、晾干，进行交联反应，得到连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(1.1)中，所述连续玄武岩纤维在丙酮中浸泡的时间为12h～24h，所述烘干的温度为60℃～100℃，所述烘干的时间为4h～10h。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(1.2)中，所述酚醛树脂溶液的溶剂为酒精，所述酚醛树脂与酒精的质量之比为1∶10～30，所述酚醛树脂为硼酚醛树脂，所述硼酚醛树脂的相对分子质量为400～800。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(1.2)中，所述真空浸渍的真空压力为10

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(2)中，所述高岭土粉末的粒径≤5μm，所述煅烧的温度为600℃～800℃，所述煅烧的时间为5h～6h，所述煅烧的升温速率为10℃/min～15℃/min，所述煅烧的降温速率为1℃/min～3℃/min。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(3)中，所述磷酸溶液的浓度为8mol/L～12mol/L，所述磷酸溶液与所述偏高岭土粉末的质量比为0.8～1.2∶1。所述磷酸溶液由85wt％的浓H

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(4)中，所述模具的内表面涂覆有水性脱模剂，所述水性脱模剂为PE脱模剂，所述丝网印刷中丝网的目数为200目～400目，所述重复印刷的次数为2次～6次。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(5)中，所述养护的升温速率为1℃/min～3℃/min，所述养护的降温速率为3℃/min～5℃/min，以较慢的升降温速率尽量减少过程中带来的受热不均等微裂纹缺陷。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(6)中，所述硅树脂为低发泡型疏水性硅树脂，所述硅树脂溶液所用溶剂为酒精，所述硅树脂溶液的浓度为5％～10wt％，所述浸渍为大气压下浸渍，所述浸渍的时长为6h～8h，所述晾干的时长为12h～18h。优选的，所述低发泡型疏水性硅树脂为SR249硅树脂或MK硅树脂。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，优选的，步骤(6)中，所述交联反应的温度为120℃～180℃，所述交联反应的时间为1h～3h。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法制得的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，优选的，所述复合材料由连续玄武岩纤维和磷酸基地质聚合物构成，所述连续玄武岩纤维均匀分散于磷酸基地质聚合物基体中。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，优选的，所述复合材料中连续玄武岩纤维体积分数为10％～50％。

上述的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，优选的，所述复合材料的孔隙率为2％～10％。

本发明中，优选的，所述磷酸基地质聚合物中SiO

本发明中，优选的，步骤(1)中，所述连续玄武岩纤维布为玄武岩纤维二维布，种类为平纹布、斜纹布或缎纹布，所述玄武岩纤维二维布单丝直径为13μm～17μm，所述玄武岩纤维二维布的布面密度为100g/m

目前国内外文献中并未发现关于连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物的相关工作被报道，仅有一般磷酸基地质聚合物的制备方法，其制备技术路线首先是从原料上选用成本较低且来源广泛的天然高岭土矿物作为铝硅源，然后以一定浓度的磷酸为激发剂与之均匀混合形成具有一定流动性的前驱体浆料，最后再通过一定条件的养护固化形成磷酸基地质聚合物复合材料。然而针对连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料而言，在考虑现有磷酸基地质聚合物制备特点的前提下，如何快速制备出性能优异，工艺简单的磷酸基地质聚合物复合材料，是需要解决的关键问题，其中所涉及的关键技术点包括如何将连续玄武岩纤维均匀的分布与磷酸基地质聚合物中，如何设计好玄武岩纤维与磷酸基地质聚合物基体之间的界面来确保玄武岩纤维不被磷酸反应，以及如何确保所形成的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物的充分致密，以及如何成型养护等。

本发明中，连续纤维是相对于短切纤维而言的，为行业术语。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料，首次将连续玄武岩纤维增强相与磷酸基地质聚合物二者的优势协同在一起，获得一种力学性能优良的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料。利用连续玄武岩纤维提供优良的力学性能，尤其是在提高弯曲及断裂韧性方面，与磷酸基地质聚合物结合大幅度提高了复合材料的力学性能。

2、本发明的制备方法使用成本极低的玄武岩纤维来对磷酸基地质聚合物进行补强增韧，极大的降低了复合材料的原料成本，且通过酚醛树脂对玄武岩纤维表面的改性保护，有效地克服了制备过程中磷酸基地质聚合物基体内的磷酸分子对玄武岩纤维的腐蚀而损伤纤维的问题，解决了玄武岩纤维与磷酸基地质聚合物之间的化学相容性问题。

3、本发明的制备方法使用高岭土矿物作为原始铝硅源材料，其具有来源广泛，能耗和价格成本较低等显著特点，尤其本身突出的润滑效果使其形成的浆料具有非常突出的流动性能，因而，有利于其在复合材料中的均匀分布。

4、本发明的制备方法使用丝网印刷的方式，通过控制网孔目数、印刷次数等，能够有效调节纤维布表面的基体厚度与均匀性，以此来得到增强体纤维与基体分布均匀，并且增强体纤维和基体体积分数可控的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料。

5、本发明的制备方法采用低温结合高温养护的方式，有效克服了单一低温养护时间长和单一高温养护易开裂的缺点，大大提高了连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料固化与养护效率，同时起到了减小养护过程中产生裂纹的效果。

6、本发明的制备方法为减少养护完全后因材料本身吸水导致的力热电各方面性能的不稳定变化，通过采用5％～10wt％浓度的硅树脂进行后续的大气压浸渍，可使表面形成约几十个纳米厚度的有机树脂涂层，有效解决了连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料因存放带来的环境和时间效应问题，并且由于有机树脂具有良好的粘结性，因此也能够对磷酸基地质聚合物复合材料的力学性能做进一步的提高。

总之，本发明从原料的预处理、浆料的配制与印刷、纤维与基体的体积分数控制、复合材料的模压与成型以及后期的固化与养护等方面着手，提供了一套完善而又简单的制备连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料的制备方法，所制备的复合材料由于将玄武岩纤维与磷酸地质聚合物基体二者的优势进行互补，因而所制备的复合材料不仅具有优异的力学性能，同时还能耐受超高的温度。

附图说明

图1为本发明的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料的制备工艺流程图。

图2为本发明实施例1制得的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料的实物图。

图3为本发明实施例1制得的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料横断面处(放大100倍)的微观结构图。

图4为本发明实施例1制得的连续玄武岩纤维增强磷酸地质聚合物复合材料横断面处(放大1000倍)的微观结构图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本发明的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)玄武岩纤维的前处理：

(1.1)选用两股纤维束交织成90°夹角的玄武岩平纹布，其单丝直径为13μm，面密度范围为100g/m

(1.2)玄武岩纤维表面界面层的制备：选用相对分子质量为400的硼酚醛树脂，并将酚醛树脂与无水乙醇按照质量比5∶95配制成质量分数为5wt％酚醛树脂溶液，然后将步骤(1)得到的玄武岩纤维布放置于配制好的酚醛树脂中进行真空浸渍，真空浸渍压力为1000Pa，待浸渍2h后取出晾干，然后放入烘箱中依次在60℃保温2h、120℃保温1h、150℃保温1h、180℃保温1h，以完成溶剂的去除与酚醛树脂的固化和交联，最后将其放入裂解炉中在氩气气氛下于450℃进行碳化裂解1h，裂解升温速率和降温速率均控制在3℃/min，并重复步骤(1.2)前述过程4次。

(2)铝-硅源的活化前处理：将平均粒径为2.5μm的超细高岭土粉末置于马弗炉中700℃热处理5h，热处理升温速率为10℃/min，降温速率为3℃/min，待热处理结束后随炉冷却至室温，制得偏高岭土粉末待用。

本步骤的煅烧在气压小于500Pa的真空环境下进行，真空煅烧温度的选择旨在移除高岭土中的部分结构水后形成具有酸激发活性的偏高岭土粉末。

(3)磷酸基地质聚合物浆料的制备：按照偏高岭土粉末与磷酸溶液质量之比为1∶1，将步骤(2)所得到的活化的铝硅活性粉末缓慢加入激活剂磷酸溶液中，然后充分搅拌均匀，形成流动性优良的磷酸基地质聚合物浆料。

激活剂的配制：按照浓磷酸与去离子水质量之比为3.53∶1称取85wt％的浓磷酸逐滴加入至去离子水中，然后充分搅拌均匀，静置24h使放热完全，得到浓度为10mol/L的磷酸溶液备用。

(4)连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的成型：选取目数为200目的丝网装置，通过丝网印刷的方式将步骤(3)所获得的浆料均匀印刷在步骤(1)预处理后的纤维布上，重复印刷4次，最后将表面均匀涂覆磷酸基地质聚合物泥浆的玄武岩纤维布逐层叠放至预制好的模具上，以按照每1cm厚度包含4层玄武岩纤维布的要求，将两侧钢制模具进行加压合拢，使之初步成型，形成较为致密的粗坯。

模具的准备与预处理：将两块钢制模具的内表面用酒精清洗干净，然后涂覆一层PE脱模剂，待脱模剂固化成型后备用。

(5)固化与脱模养护：将步骤(4)形成的致密粗坯放置于60℃烘箱中保温24h，以完成初步固化，然后进行脱模，将脱模后的玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物预制体放置于马弗炉中进行养护，其中，马弗炉升温速率为3℃/min，待升至250℃后保温1h，然后同样以3℃/min进行降温，待冷却至室温后取出。

(6)表面处理：将步骤(5)固化和脱模养护结束后的复合材料进一步放入浓度为5wt％的SR249硅树脂酒精溶液中，于普通大气压下浸渍6h，取出后晾干15h，然后进一步移至烘箱中，保持120℃进行交联，时长3h，以使复合材料表面疏水化，避免因后期存放吸水而带来的性能波动。

上述制得的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，由连续玄武岩纤维和磷酸基地质聚合物构成，连续玄武岩纤维均匀分散于磷酸基地质聚合物基体中。该复合材料中，玄武岩纤维的含量按体积分数计为30％，磷酸基地质聚合物由Al

图2为本实施例制备得到的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的实物图。经检测，本实施例的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的弯曲强度为124.9MPa，断裂韧性为5.4MPa·m

图3为本实施例制备得到的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的截面微观结构图，可以看到，经充分固化养护成型后，磷酸基地质聚合物基体均匀填充于纤维束内部与纤维束间的空隙。

图4为本实施例制备得到的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合材料的断口处微观结构图，可以看到，连续玄武岩纤维增强的磷酸基地质聚合物复合材料在受外力作用发生断裂时，断口处出现大量的纤维拔出与脱粘，由此也说明本实施例复合材料的弯曲强度和断裂韧性得到显著提升。

实施例2：

一种本发明的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)玄武岩纤维的前处理：

(1.1)选用玄武岩斜纹布，其单丝直径为15μm，面密度范围为200g/m

(1.2)玄武岩纤维表面界面层的制备：选用相对分子质量为400的硼酚醛树脂，并将酚醛树脂与无水乙醇按照质量比7∶93配制成质量分数为7wt％酚醛树脂溶液，然后将步骤(1)得到的玄武岩纤维布放置于配制好的酚醛树脂中进行真空浸渍，真空浸渍压力为1000Pa，待浸渍2h后取出晾干，然后放入烘箱中依次在60℃保温2h、120℃保温1h、150℃保温1h、180℃保温1h，以完成溶剂的去除与酚醛树脂的固化和交联，最后将其放入裂解炉中在氩气气氛下于500℃进行碳化裂解，裂解时间1h，裂解升温速率和降温速率分别控制在5℃/min。并重复步骤(1.2)的过程3次。

(2)铝-硅源的活化前处理：将平均粒径为2.5μm的超细高岭土粉末置于马弗炉中650℃热处理5h，热处理升温速率为10℃/min，降温速率为3℃/min，待热处理结束后随炉冷却至室温待用。

本步骤的煅烧在气压小于500Pa的真空环境下进行，真空煅烧温度的选择旨在移除高岭土中的部分结构水后形成具有酸激发活性的偏高岭土粉末。

(3)磷酸基地质聚合物浆料的制备：按照偏高岭土粉末与磷酸溶液质量之比为1∶1，将步骤(2)所得到的活化的铝硅活性粉末缓慢加入激活剂磷酸溶液中，然后充分搅拌均匀，形成流动性优良的磷酸基地质聚合物浆料。

激活剂的配制：按照浓磷酸与去离子水质量之比为3.53∶1称取85wt％的浓磷酸逐滴加入至去离子水中，然后充分搅拌均匀，配制成浓度为10mol/L的磷酸溶液后静置24h，待放热完全后备用。

(4)连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的成型：选取目数为200目的丝网装置，通过丝网印刷的方式将步骤(3)所获得的浆料均匀印刷在步骤(1)预处理后的纤维布上，重复印刷4次，最后将表面均匀涂覆磷酸基地质聚合物泥浆的玄武岩纤维布逐层叠放至预制好的模具上，以按照每1cm厚度包含3层玄武岩纤维布的要求，将两侧钢制模具进行加压合拢，使之初步成型，形成较为致密的粗坯。

模具的准备与预处理：将两块钢制模具的内表面用酒精清洗干净，然后涂覆一层PE脱模剂，待脱模剂固化成型后备用。

(5)固化与脱模养护：将步骤(4)形成的致密粗坯放置于60℃烘箱中保温24h，以完成初步固化，然后进行脱模，将脱模后的玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物预制体进一步放置于马弗炉中进行养护，其中，马弗炉升温速率为3℃/min，待升至250℃后保温1h，然后同样以3℃/min进行降温，待冷却至室温后取出。

(6)表面处理：将步骤(5)脱模养护结束后的复合材料进一步放入浓度为5wt％的SR249硅树脂酒精溶液中，于普通大气压下浸渍6h，取出后晾干15h，然后进一步移至烘箱中，保持120℃进行交联，时长3h，以使复合材料表面疏水化，避免因后期存放吸水而带来的性能波动。

上述本实施例制备的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，由连续玄武岩纤维和磷酸基地质聚合物构成，连续玄武岩纤维均匀分散于磷酸基地质聚合物基体中。该复合材料中，玄武岩纤维的含量按体积分数计为35％，磷酸基地质聚合物由Al

经检测，本实施例制备得到地连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的弯曲强度为143.6MPa，断裂韧性为6.7MPa·m

实施例3：

一种本发明的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)玄武岩纤维的前处理：

(1.1)选用玄武岩锻纹布，其单丝直径为17μm，面密度范围为300g/m

(1.2)玄武岩纤维表面界面层的制备：选用相对分子质量为400的硼酚醛树脂，并将酚醛树脂与无水乙醇按照质量比4∶96配制成质量分数为4wt％酚醛树脂溶液，然后将步骤(1)得到的玄武岩纤维布放置于配制好的酚醛树脂中进行真空浸渍，真空浸渍压力为1000Pa，待浸渍2h后取出晾干，然后放入烘箱中依次在60℃保温2h、120℃保温1h、150℃保温1h、180℃保温1h，以完成溶剂的去除与酚醛树脂的固化和交联，最后将其放入裂解炉中在氩气气氛下于550℃进行碳化裂解，裂解时间1h，裂解升温速率和降温速率分别控制在3℃/min，并重复步骤(1.2)的过程4次。

(2)铝-硅源的活化前处理：将平均粒径为2.5μm的超细高岭土粉末置于马弗炉中750℃热处理5h，热处理升温速率为10℃/min，降温速率为3℃/min，待热处理结束后随炉冷却至室温待用。

本步骤的煅烧在气压小于500Pa的真空环境下进行，真空煅烧温度的选择旨在移除高岭土中的部分结构水后形成具有酸激发活性的偏高岭土粉末。

(3)磷酸基地质聚合物浆料的制备：按照偏高岭土粉末与磷酸溶液质量之比为1∶1，将步骤(2)所得到的活化的铝硅活性粉末缓慢加入磷酸溶液中，然后充分搅拌均匀，形成流动性优良的磷酸基地质聚合物浆料。

激活剂的配制：按照浓磷酸与去离子水质量之比为3.53：1称取85wt％的浓磷酸逐滴加入至去离子水中，然后充分搅拌均匀，配制成浓度为10mol/L的磷酸溶液后静置24h，待放热完全后备用。

(4)连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的成型：选取目数为200目的丝网装置，通过丝网印刷的方式将步骤(3)所获得的浆料均匀印刷在步骤(1)预处理后的纤维布上，重复印刷4次，最后将表面均匀涂覆磷酸基地质聚合物泥浆的玄武岩纤维布逐层叠放至步骤(6)预制好的模具上，以按照每1cm厚度包含2层玄武岩纤维布的要求，将两侧钢制模具进行加压合拢，使之初步成型，形成较为致密的粗坯。

模具的准备与预处理：将两块钢制模具的内表面用酒精清洗干净，然后涂覆一层PE脱模剂，待脱模剂固化成型后备用。

(5)固化与脱模养护：将步骤(4)形成的致密粗坯放置于60℃烘箱中保温24h，以完成初步固化，然后进行脱模，将脱模后的玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物预制体进一步放置于马弗炉中进行养护，其中，马弗炉升温速率为3℃/min，待升至250℃后保温1h，然后同样以3℃/min进行降温，待冷却至室温后取出。

(6)表面处理：将步骤(5)脱模养护结束后的复合材料进一步放入浓度为7wt％的SR249硅树脂酒精溶液中，于普通大气压下浸渍6h，取出后晾干15h，然后进一步移至烘箱中，保持150℃进行交联，时长2h，以使复合材料表面疏水化，避免因后期存放吸水而带来的性能波动。

上述本实施例制备的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料，由连续玄武岩纤维和磷酸基地质聚合物构成，连续玄武岩纤维均匀分散于磷酸基地质聚合物基体中。该复合材料中，玄武岩纤维的含量按体积分数计为40％，磷酸基地质聚合物由Al

经检测，本实施例制备得到的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料的弯曲强度为147.8MPa，断裂韧性为6.1MPa·m

由实施例1至3可知，本发明的制备方法制备得到的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料具有低孔隙率、高力学性能和优异的抗高温氧化性能。

本发明立足磷酸基地质聚合物的特点、研究现状与存在的问题，结合连续玄武岩纤维与磷酸基地质聚合物二者的优势，提供连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料这一新型材料体系，并形成了能够获得优良性能的制备方法。

在制备方法上，首先选用成本极低且来源广泛的天然高岭土矿物和玄武岩纤维作为原始材料，充分保障了复合材料制备所需原材料来源的可靠性问题，然后采用浓磷酸与去离子水形成的磷酸溶液作为激活剂，并充分利用超细高岭土片层结构之间滑移特性，使其与高岭土矿物混合能够形成具有优异流动性的磷酸基地质聚合物浆料，通过利用该浆料对改性处理过后的玄武岩纤维表面进行丝网印刷，然后经叠层和模压等技术步骤，最终通过固化养护一次成型为连续玄武岩纤维增强的磷酸基地质聚合物复合材料。该复合材料孔隙率低于10％，弯曲强度可达到147.8MPa，断裂韧性达6.7MPa·m

本发明采用低浓度的有机硅树脂溶液作为前驱体浸渍液，对已经成型后的连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料进行大气压浸渍，一方面由于有机硅树脂能够起到进一步填充复合材料内部空隙和裂纹，且能粘结微裂纹，因此复合材料的力学性能进一步得到提升；另一方面，由于有机硅树脂干燥交联后具有较好的疏水性能，因此能够有效隔绝连续玄武岩纤维增强磷酸基地质聚合物复合材料与空气中的水汽接触问题，从而能够解决因磷酸基地质聚合物吸水而带来的性能失稳问题，也妥善解决了复合材料制备后的长期存放问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。