[發明專利]一種石英基復合材料表面復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201418002241.0
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN113348745B
• 公開（公告）日: 2016-12-28
• 發明（設計）人: 程洪浩;王洪升;陳達謙;王重海;周長靈;李伶;韋其紅;翟萍;董波
• 申請（專利權）人: 山東工業陶瓷研究設計院有限公司
• 主分類號: B32B27/06
• 分類號: B32B27/06;C09D183/08;C23C4/12
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本發明屬于特種功能陶瓷技術領域，涉及一種石英基復合材料表面復合涂層及其制備方法，復合涂層自石英基復合材料表面由內到外依次包括第一封孔料漿、第二封孔料漿和表層涂液。本發明以全氫聚硅氮烷為先軀體，使其在一定條件下轉化為以二氧化硅為主的具有較強阻水阻氣疏油效果的致密封孔層，起到很好的防潮效果；進一步在封孔層外涂覆一層有機硅樹脂，從而起到雙重防潮效果；從而對延緩石英纖維增強石英基復合材料表面粗糙損壞以及透波性能變壞起到了很大的作用。本發明以全氫聚硅氮烷的產物作為封孔層，不但阻水阻氣效果明顯，而且與石英基復合材料基體、表層之間的結合性好，對石英基復合材料的介電性能影響非常小。

技術領域

本發明屬于特種功能陶瓷技術領域，涉及一種石英基復合材料表面復合涂層及其制備方法。

背景技術

航空航天技術的不斷發展對透波材料的性能也提出了越來越高的要求，單一組分的陶瓷材料因其本身固有的缺點(如韌性低、脆性大等)已經無法滿足使用條件，因此無機纖維織物復合材料的研究已經成為一種必然的趨勢。目前作為增強織物的纖維主要有石英纖維、氧化鋁纖維和氮化硼纖維等，它們的復合材料依次在頭錐、防熱層、天線窗、天線罩等多項航空、航天工程部件中得到廣泛使用。

石英纖維增強石英基復合材料(以下簡稱：石英基復合材料)克服了單質陶瓷的脆性，具有較高的韌性，在航天航空領域有著廣泛的應用前景。但石英纖維增強石英基復合材料制品氣孔率較高、不致密、表面硬度較低，在使用過程中承受雨蝕和氣流的沖刷能力較差，從而造成表面侵蝕，使表面變得粗糙損壞。同時在長期保存過程中制品會吸潮，造成石英纖維增強石英基復合材料的透波性能變壞。

發明內容

本發明需解決的技術問題是提供一種石英基復合材料表面復合涂層及其制備方法，提高石英基復合材料表面的防潮性能，延緩石英基復合材料表面粗糙損壞以及透波性能變壞。

為解決上述技術問題，本發明石英基復合材料表面復合涂層，自石英基復合材料表面由內到外依次包括第一封孔料漿、第二封孔料漿和表層涂液；

其中：第一封孔料漿由全氫聚硅氮烷和石英粉混合制成，全氫聚硅氮烷的質量百分比為30～60％，石英粉的質量百分比40～70％；

第二封孔料漿由全氫聚硅氮烷和正丁醚混合制成，全氫聚硅氮烷的質量百分比為20～40％，正丁醚的質量百分比60～80％；

表層涂液由有機硅樹脂和二甲苯混合制成，有機硅樹脂的質量百分比為30～60％，二甲苯的質量百分比40～70％。

一種石英基復合材料表面復合涂層的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、將第一封孔料漿涂覆于石英基復合材料表面，室溫干燥后固化，實施初步封孔；

步驟二、在第一封孔料漿的表面涂覆第二封孔料漿，于恒溫恒濕干燥箱中進行200℃固化處理；

步驟三、在第二封孔料漿的表面涂覆表層涂液，于恒溫恒濕干燥箱中進行200℃固化處理；

其中，第一封孔料漿由全氫聚硅氮烷和石英粉混合制成，全氫聚硅氮烷的質量百分比為30～60％，石英粉的質量百分比40～70％；

第二封孔料漿由全氫聚硅氮烷和正丁醚混合制成，全氫聚硅氮烷的質量百分比為20～40％，正丁醚的質量百分比60～80％；

表層涂液由有機硅樹脂和二甲苯混合制成，有機硅樹脂的質量百分比為30～60％，二甲苯的質量百分比40～70％。

進一步，石英基復合材料表面在涂覆第一封孔料漿前，石英基復合材料基體經過預處理：石英基復合材料基體置于恒溫恒濕干燥箱中，100～120℃下放置4～5h。

進一步，在制備方法步驟二中，在第一封孔料漿的表面涂覆第二封孔料漿，于恒溫恒濕干燥箱中進行200℃固化45～120分鐘后，慢慢冷卻至室溫。