耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法，所述热防护涂层质量份数包括以下化学成分：成膜物为60份至70份，填料为15份至30份，有机溶剂、交联剂、催化剂和偶联剂质量份数之和为20份至30份，其中，交联剂、催化剂和偶联剂的质量份数之和为3份至6份；其中，填料为隔热填料、成瓷填料和/或阻燃填料中的至少一种。能够有效隔绝O2的传播和热量的传递，从而提升材料的烧蚀性能，使热防护涂层的热防护能力提高，成本较低，且获得较好的隔热综合性能。综合性能。综合性能。

【技术实现步骤摘要】
耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热防护涂层
，尤其涉及一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着我国航空航天和武器装备的迅速发展，对热防护材料的性能提出更严格的要求。外热防护涂层不仅要能够承受高马赫数的飞行速度对其表面的强烈冲刷，还要求冲刷后的外形变化不大，表面保持平整，以保证飞行器良好的气动外形，从而实现远程精确制导的目的。在这样的工作环境下，对外热防护涂层的耐温性能与防热效率提出了极高要求，要求在保证良好的耐烧蚀和隔热性能的同时，达到进一步轻质化、低成本化的目标，以提高有效载荷比，降低使用成本。
[0003]目前，环氧树脂基、酚醛树脂基热防护涂层在高温情况下，树脂基体抗氧化性能急剧下降，树脂基体在高温环境下形成的碳层发生氧化破坏，导致复合材料的耐烧蚀性能和隔热性能急剧下降，无法满足飞行器越来越快的飞行速度对外防护涂层隔热烧蚀的要求。
[0004]因此，有必要开发一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法，能够有效隔绝O2的传播和热量的传递，从而提升材料的烧蚀性能，使热防护涂层的热防护能力提高，成本较低，且获得较好的隔热综合性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此本专利技术提出了一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层及其制备方法。
[0007]有鉴于此，本专利技术一方面提出了一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层，所述热防护涂层质量份数包括以下化学成分：<br/>[0008]成膜物为60份至70份，填料为15份至30份，有机溶剂、交联剂、催化剂和偶联剂质量份数之和为20份至30份，其中，所述交联剂、所述催化剂和所述偶联剂的质量份数之和为3份至6份；
[0009]其中，所述填料为隔热填料、成瓷填料和/或阻燃填料中的至少一种。
[0010]进一步地，所述成膜物为室温硫化硅橡胶，其中，所述室温为23℃至26℃。
[0011]进一步地，所述隔热填料为中空玻璃微球、中空硼酚醛微球、软木粉和/或蛭石中的至少一种。
[0012]进一步地，所述成瓷填料为云母粉、硅灰石﹑高岭土和/或低熔点玻璃粉中的至少一种。
[0013]进一步地，所述阻燃填料为氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、水滑石、蒙脱土、硼酸锌和/或硅藻土中的至少一种。
[0014]进一步地，所述有机溶剂为工业庚烷或溶剂松香水，所述交联剂为正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或烷氧基钛化合物，所述催化剂为二丁基二月桂酸锡、二月桂酸二辛基锡、
二乙酸二丁基锡或二乙酸二辛基锡，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或双金属偶联剂。
[0015]进一步地，所述交联剂、所述催化剂和所述偶联剂的质量比为(3
‑
5)：(0.3
‑
1)：(0.5
‑
1)。
[0016]本专利技术的另一方面提出了一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0017]将填料、成膜物和有机溶剂进行混合后，放置于分散机内搅拌；
[0018]加入交联剂、催化剂和偶联剂，通过所述分散机继续搅拌均匀，获得喷涂液；
[0019]将所述喷涂液喷涂在基体表面，并进行固化，获得热防护涂层。
[0020]进一步地，所述分散机的搅拌时间为15min至20min，所述分散机的转速为700r/min至1000r/min。
[0021]进一步地，所述固化的温度为20℃至35℃，所述固化的时长为24h至48h；所述固化的温度为110℃至130℃，所述固化的时长为2h至6h。
[0022]本专利技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0023]通过在成膜物内加入成瓷填料，在高温有氧环境烧蚀过程中集体分解产生的SiO2，成瓷填料可以发生共晶反应，在填料边缘处形成一种熔融态液相，随着烧蚀时温度的升高和反应时间的延长，这种液相不断地进行扩散，降低了烧结能，可在基体表面形成致密的陶瓷保护层；使用隔热填料，在热解过程中形成无定型炭，影响热流的传递进而影响材料内部的温度分布，从而提升材料的烧蚀性能，使热防护涂层的热防护能力提高，成本较低，且获得较好的隔热综合性能。
[0024]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0025]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1示出了根据本专利技术一个实施例的耐高温抗烧蚀的热防护涂层的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0028]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0029]本专利技术一方面提供了一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层，该热防护涂层质量份数包括以下化学成分：
[0030]成膜物为60份至70份，填料为15份至30份，有机溶剂、交联剂、催化剂和偶联剂质量份数之和为20份至30份，其中，交联剂、催化剂和偶联剂的质量份数之和为3份至6份；
[0031]其中，填料为隔热填料、成瓷填料和/或阻燃填料中的至少一种。
[0032]其中，成膜物为室温硫化硅橡胶，其中，室温为23℃至26℃。
[0033]通过在成膜物内加入成瓷填料，在高温有氧环境烧蚀过程中集体分解产生的SiO2，成瓷填料可以发生共晶反应，在填料边缘处形成一种熔融态液相，随着烧蚀时温度的升高和反应时间的延长，这种液相不断地进行扩散，降低了烧结能，可在基体表面形成致密的陶瓷保护层，成瓷填料在涂层表面成瓷后，可以保护内部产生无定型炭，从而进一步提高热防护涂层的隔热能力；使用隔热填料，在热解过程中形成无定型炭，影响热流的传递进而影响热防护涂层内部的温度分布，从而提升热防护涂层的烧蚀性能，使热防护涂层的热防护能力提高，成本较低，且获得较好的隔热综合性能；使用阻燃填料，在高温下发生分解，发生脱水反应，吸收热防护涂层表面大量热量，从而降低热防护涂层表面的温度，同时分解的残余物质会起到隔热、隔绝氧气的作用。
[0034]进一步地，隔热填料为中空玻璃微球、中空硼酚醛微球、软木粉和/或蛭石中的至少一种。
[0035]需要说明的是，隔热填料为球形、粉末状的超轻质填充材料，具有重量轻、导热系数低、稳定性好的优点，高温时能够影响热流的向下传递，延缓底部热防护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述热防护涂层质量份数包括以下化学成分：成膜物为60份至70份，填料为15份至30份，有机溶剂、交联剂、催化剂和偶联剂质量份数之和为20份至30份，其中，所述交联剂、所述催化剂和所述偶联剂的质量份数之和为3份至6份；其中，所述填料为隔热填料、成瓷填料和/或阻燃填料中的至少一种。2.根据权利要求1所述的耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述成膜物为室温硫化硅橡胶，其中，所述室温为23℃至26℃。3.根据权利要求1所述的耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述隔热填料为中空玻璃微球、中空硼酚醛微球、软木粉和/或蛭石中的至少一种。4.根据权利要求1所述的耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述成瓷填料为云母粉、硅灰石﹑高岭土和/或低熔点玻璃粉中的至少一种。5.根据权利要求1所述的耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述阻燃填料为氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、水滑石、蒙脱土、硼酸锌和/或硅藻土中的至少一种。6.根据权利要求1所述的耐高温抗烧蚀的热防护涂层，其特征在于，所述有机溶剂为工业庚烷或溶剂松香水，所述交联剂为正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷或烷氧基钛化合物，所述催化剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建，时卓，刘坤，孙连来，周岩，石丽颖，韩小莹，
申请(专利权)人：辽宁省轻工科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：