【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隔热瓦领域，尤其是涉及一种隔热瓦上制备表面涂层的方法。
技术介绍
1、超高声速飞行器在大气层中长时间高速飞行时，表面承受着严苛的气动力与气动热，存在较大的安全隐患，在飞行器表面增加轻质、耐高温、隔热和透波等特性的隔热材料可有效阻止外部热量向内部传递，保证内部设备正常运转，因此对飞行器进行隔热处理十分重要，飞行器外表面的隔热材料对其安全性、飞行稳定性等均发挥着极为重要的作用。近年来，陶瓷隔热瓦逐渐成为高超声速飞行器防隔热材料与热防护技术的研究热点。刚性隔热瓦一般是由一种或多种短切纤维相互搭接形成的具有三维网状结构的轻质刚性隔热材料，具有较高的孔隙率、一定的承载能力、良好的透波性能和隔热性，是较为理想的飞行器隔热材料。
2、但是，陶瓷隔热瓦基体具有脆性大，不耐高速气流冲刷、损伤容限低的缺陷，当陶瓷隔热瓦的工作环境温度大于800k，或者在超高声速飞行器表面作为防隔热部件使用时，陶瓷隔热瓦表面通常需要涂覆表面涂层，以改善隔热瓦基体的脆性，阻隔高温高速气流冲刷，保护隔热瓦基体内部结构稳定。
3、但上述方法的缺陷在于，隔热瓦基体与其表面涂层的相容性不佳，表面涂层与隔热瓦基体的结合性能有待进一步提高；同时，隔热瓦表面涂层的耐久性较差，易于出现老化开裂、脱落情况，有效使用寿命较短。
4、进一步的，隔热瓦表面涂层的稳定性不佳，与隔热瓦基体存在热匹配问题，在快速升降温的工作环境中，表面涂层受热易于出现翘曲、变形，进而导致表面涂层与隔热瓦基体的结合性能大幅降低，失去应有的防护性能。
5、由
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种隔热瓦上制备表面涂层的方法，能够在改善现有隔热瓦脆性大，不耐高速气流冲刷、损伤容限低的缺陷的同时，提高隔热瓦基体与其表面涂层的相容性，提高表面涂层与隔热瓦基体的结合性能，提高隔热瓦表面涂层的耐久性，延长有效使用寿命；同时，提高隔热瓦表面涂层的稳定性，提高表面涂层与隔热瓦基体的热匹配性能，避免隔热瓦在快速升降温的工作环境中表面涂层的翘曲、变形、脱落问题。
2、为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种隔热瓦上制备表面涂层的方法，由以下步骤组成：制备第一喷涂料、制备第二喷涂料、一次表面处理、二次表面处理。
4、所述制备第一喷涂料的方法为，将硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化锆粉、硼化铪粉、硼化钽粉投入至球磨机内，控制球料水比为4-5:1:0.45-0.5，球磨转速为200-220rpm，球磨处理50-60min后，干燥，获得第一球磨粉料；然后将第一球磨粉料投入至3-3.5倍重量的改性包覆液中，室温搅拌1-2h后，滤出固体物；固体物在室温环境中静置20-24h后，转入至干燥箱内，75-85℃保温固化1.5-2h后，105-115℃保温固化1.5-2h，研磨均匀，制得第一改性粉料；然后将第一改性粉料、正硅酸乙酯、碳化硼、去离子水混合均匀，制得第一喷涂料。
5、所述制备第一喷涂料中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化锆粉、硼化铪粉、硼化钽粉的重量比为25-27:20-22:2-2.3:10-12:8-9。
6、所述改性包覆液的制备方法为，将乙酸、硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-570投入至无水乙醇中，搅拌10-20min后，继续投入甲酸，搅拌5-10min后，水浴升温至32-36℃，保温静置120-130h，获得复合溶胶液；然后将复合溶胶液投入至四氢呋喃中，搅拌10-20min后，继续投入酚醛树脂，搅拌2-3h，制得改性包覆液。
7、所述改性包覆液的制备中，乙酸、硅烷偶联剂kh-550、硅烷偶联剂kh-570、无水乙醇、甲酸的重量比为7-7.3:12-12.5:10.5-11:20-22:2.2-2.5；
8、复合溶胶液、四氢呋喃、酚醛树脂的重量比为3.2-3.5:9-9.2:30-32。
9、所述制备第一喷涂料中，第一改性粉料、正硅酸乙酯、碳化硼、去离子水的重量比为95-100:2-3:0.6-0.7:170-180。
10、所述制备第二喷涂料的方法为，将硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化铝粉、二氧化钼粉、四硼酸硅粉、硼化铪粉、硼化钽粉投入至球磨机内，控制球料水比为6-6.5:1:0.45-0.5，球磨转速为160-180rpm，球磨处理50-60min后，干燥，获得第二球磨粉料；然后将第二球磨粉料投入至7-8倍重量的改性处理液中，搅拌升温至40-45℃，保温搅拌5-6h后，滤出固体物，干燥，制得第二改性粉料；然后将第二改性粉料、正硅酸乙酯、碳化硼、去离子水混合均匀，制得第二喷涂料。
11、所述制备第二喷涂料中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化铝粉、二氧化钼粉、四硼酸硅粉、硼化铪粉、硼化钽粉的重量比为28-30:25-27:2.3-2.5:10-11:10-11:4.5-5:4.5-5。
12、所述改性处理液为溶解有双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯的无水乙醇溶液；改性处理液中双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯的含量为5.5-6wt%。
13、所述制备第二喷涂料中，第二改性粉料、正硅酸乙酯、碳化硼、去离子水的重量比为95-100:5-6:1.2-1.5:170-180。
14、所述一次表面处理的方法为，将乙烯基三甲氧基硅烷与乙醇溶液（体积浓度为80-85%）混合均匀，制得预处理液；然后将隔热瓦基体完全浸渍至1.5-2倍体积的预处理液中，控制真空度为0.08-0.09mpa，真空浸渍10-12h后，取出隔热瓦基体；将隔热瓦基体转入至干燥箱内，100-105℃干燥至恒重，获得预处理隔热瓦基体；然后将第一喷涂料均匀喷涂至预处理隔热瓦基体外表面，控制喷涂空气压力为0.2-0.25mpa，喷嘴至隔热瓦基体外表面的距离为10-12cm；喷涂完成后，转入至干燥箱内，85-90℃干燥20-24h后，转入至焙烧炉内，升温至800-850℃，保温焙烧30-40min后，随炉冷却至室温，制得一次表面处理隔热瓦。
15、所述一次表面处理中，预处理液中乙烯基三甲氧基硅烷与乙醇溶液的重量比为12-12.5:100；
16、一次表面处理隔热瓦中，第一喷涂料在预处理隔热瓦基体外表面形成的涂层厚度为1.2-1.3mm。
17、所述二次表面处理的方法为，将一次表面处理隔热瓦置于等离子体处理装置内，控制等离子体处理装置内放电中心与一次表面处理隔热瓦外表面的距离为10-12cm；然后在氩气环境中，控制等离子体处理频率为4-4.2mhz，放电功率为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备第一喷涂料、制备第二喷涂料、一次表面处理、二次表面处理；
2.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述制备第一喷涂料中，第一球磨粉料与改性包覆液的重量比为1:3-3.5；
3.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述制备第一喷涂料中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化锆粉、硼化铪粉、硼化钽粉的重量比为25-27:20-22:2-2.3:10-12:8-9；
4.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述改性包覆液的制备中，32-36℃保温静置时间为120-130h；
5.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述第二喷涂料的制备中，第二球磨粉料与改性处理液的重量比为1:7-8；
6.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述第二喷涂料的制备中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化铝粉、二氧化钼粉、四硼酸硅粉、硼化铪粉、硼化钽粉的重量比为28-30:25-2
7.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述一次表面处理中，预处理液中乙醇溶液的体积浓度为80-85%；
8.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述一次表面处理中，控制第一喷涂料喷涂的空气压力为0.2-0.25MPa，喷嘴至隔热瓦基体外表面的距离为10-12cm；
9.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述二次表面处理中，控制等离子体处理装置内放电中心与一次表面处理隔热瓦外表面的距离为10-12cm；等离子体处理是在氩气环境中，等离子体处理频率为4-4.2MHz，放电功率为400-500W，等离子体处理时间为8-12min。
10.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述二次表面处理中，控制第一喷涂料喷涂的空气压力为0.25-0.3MPa，喷嘴至隔热瓦基体外表面的距离为10-12cm；
...【技术特征摘要】
1.一种隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备第一喷涂料、制备第二喷涂料、一次表面处理、二次表面处理；
2.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述制备第一喷涂料中，第一球磨粉料与改性包覆液的重量比为1:3-3.5；
3.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述制备第一喷涂料中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化锆粉、硼化铪粉、硼化钽粉的重量比为25-27:20-22:2-2.3:10-12:8-9；
4.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述改性包覆液的制备中，32-36℃保温静置时间为120-130h；
5.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述第二喷涂料的制备中，第二球磨粉料与改性处理液的重量比为1:7-8；
6.根据权利要求1所述的隔热瓦上制备表面涂层的方法，其特征在于，所述第二喷涂料的制备中，硼硅玻璃粉、熔融石英粉、氧化铝粉、二氧化钼粉、四硼酸硅粉、硼化铪粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙成功，刘红花，李占峰，王蒙蒙，李涵，崔唐茵，王光汇，王佳林，刘芸，田方，王浩然，杨洋，张萍萍，刘佳，刘瑞祥，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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