[發明專利]炭材料防氧化涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201010150136.2
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101805207A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 吳鳳秋;張保法
• 申請（專利權）人: 北京百慕航材高科技股份有限公司
• 主分類號: C04B41/50
• 分類號: C04B41/50
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于炭材料防氧化涂層技術，涉及一種炭材料防氧化涂層的 制備方法。

背景技術

炭材料，包括炭、石墨以及炭/炭復合材料，是目前世界上新技術領 域中重點研究和開發的一種新型材料，在航空、航天、核能及許多民用 工業領域受到極大矚目，特別是在2000℃以上，它們仍能保持其優異的 力學性能，因而也是理想的超高溫結構材料。然而，炭在370℃的有氧 氣氛中開始氧化，高于500℃時迅速氧化，受到污染或在鹽霧空氣中炭/ 炭復合材料在450℃上下便開始氧化，氧化失重使得其力學性能下降， 當氧化失重率達到10％時，將嚴重影響材料的性能。對于反復使用的部 件，如飛機剎車盤，其氧化就會影響剎車的安全性和可靠性，甚至導致 剎車失效，以致危及生命財產安全。因此，必須對其采取有效的氧化防 護措施。隨著飛機用炭/炭復合材料剎車盤在國內外市場的不斷擴大， 為確保炭/炭剎車盤使用性能和使用壽命以及翻修盤的使用，對炭/炭剎 車盤的防氧化也提出了新的要求。另外，為保證炭材料防氧化的有效性， 在其使用之前需要對其進行全面檢查，對于由于搬運或其他原因導致涂 層有磕掉的地方，需要采用快速簡易的防氧化涂層的辦法進行補涂處 理，并保證涂層的有效性。

炭材料的防氧化涂層技術早期以磷酸鹽為主，其配方簡單，易施工， 滲透性好，可用于800℃下的防氧化，但隨著使用時間的延長，涂層很 快就被破壞，失去防護效果。

后來發展的SiC防氧化涂層，有很好的耐高溫要求，但這類涂層使 用過程中由于膨脹系數的差異會產生微裂紋，同時低溫防氧化效果差。

近來人們采取復合涂層的方式對炭材料進行防氧化，在已報道的防 氧化涂層論文或相關的專利中，防氧化涂層多使用樹脂或有機溶劑，要 進行多次涂覆工作和至少一次以上的高溫熱處理，而且也仍然存在環保 性、耐水溶性和抗氧化性等方面的缺陷。如中國專利公開號 CN1415669A，發明名稱為《用于飛機碳/碳剎車盤防氧化涂層及其涂覆 工藝》，主要成分為市售900號高溫粘接劑、SiC、B/B₂O₃、Si、Al₂O₃等。中國專利公開號CN1025575C，發明名稱《一種飛機用炭/炭復合材 料剎車盤(片)防氧化涂層》，主要成分由氯化稀土改性的硼硅酸鹽玻 璃料、B、硼化物、SiC、CeO₂以及酚醛樹脂組成。這兩個專利雖有較 好的防氧化效果，但由于使用樹脂或有機物涂層中含有樹脂等有機物 質，對施工環境有很大的污染，不符合環保要求。而中國專利ZL20061 0145667.6，發明名稱《一種炭/炭復合材料防氧化涂層》，公開了一種復 合涂層，其主要成分為Al(OH)₃，Zn₃(PO₄)₂·4H₂O，Na₂B₄O₇·10H₂O， SiO₂，B等，經過兩次處理后得到的炭/炭復合材料防氧化涂層，有較好 的抗氧化效果，環保性好，但是該涂層唯一的不足是耐水溶性差，遇水 后涂層具有不穩定性。

炭材料特別是炭/炭復合材料剎車盤由于自身生產過程的特點，在進 行氧化防護后，還需要進行后期工序處理，如安裝鍵夾等，由于實際操 作過程存在有極個別的漏涂現象，或在隨后的安裝或搬運過程中由于磕 碰導致涂層個別地方有毀壞，這時需要簡易快速的防氧化涂層技術對涂 層進行補涂處理，而上述公開文獻所公開的內容均無法簡易快速的對防 氧化涂層進行補涂處理。

發明內容

本發明的目的是提出一種能夠簡易快速的對防氧化涂層進行補涂 處理，同時涂層的耐水性能好、耐氧化能力強、無毒無味的炭材料防氧 化涂層的制備方法。

本發明的技術方案是，炭材料防氧化涂層的制備方法，

(1)按重量百分比?。?0-50％SiC，1-10％Al(OH)3，15-35％SiO2， 5-40％高嶺土，將Al(OH)3以5-15ml/g的比例溶解在H3PO4中，再將溶 解后的Al(OH)3用5-15ml/g的水稀釋后與其它成分混合攪拌，完成涂料 配制；

(2)將配制好的涂料涂刷在炭材料表面，并在烘箱中進行固化， 處理溫度為100-300℃，保溫時間為1-4h。