[實用新型]一種火箭發射臺用耐高溫涂層材料的結構

有效

• 申請號: 201520122337.X
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN204547235U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 張巍;馬磊;王國鵬;王曉東;張濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B32B15/092
• 分類號: B32B15/092;B32B27/20;B32B13/12;B32B27/04;B32B3/18;B32B33/00;E04B1/92
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本實用新型涉及火箭發射臺的耐高溫涂層材料的結構，尤其是涉及一種用于火箭發射臺表面涂覆的降低火箭發射臺背溫的耐高溫涂層材料的結構，屬于耐高溫絕熱防護領域。

背景技術

隨著航天、宇航事業的發展，耐高溫涂層材料開拓了新的應用領域。除了飛行器本身的熱防護外，國內對地面設施如火箭發射臺也增加了熱防護措施。如果將火箭發射臺涂以耐高溫涂層材料，可使金屬表面隔熱，減少熱燒蝕和熱沖擊，并防止火箭發射臺在多次熱沖擊載荷作用下產生熱疲勞、熱龜裂和熱斷裂，從而確保火箭發射臺工作的可靠性，延長火箭發射臺的使用壽命。在國外，歐洲航天局位于南美圭亞那的阿里安火箭發射平臺為混凝土發射平臺，這類由無機非金屬材料構筑的發射臺抗燃氣吹掃燒蝕性能比有機燒蝕涂料好，但缺點是厚度厚，重量重，并且發射臺無法進行移動。

利用專門的耐高溫涂層材料和結構可以對火箭發射臺進行熱防護，這種耐高溫涂層材料不但起到了保護火箭發射臺的作用，還解決了全部由無機非金屬材料構筑發射臺導致的重量重、無法移動的問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是對地面設施火箭發射臺增加熱防護措施，提供一種能夠承受火箭尾焰吹掃，金屬背溫不超過180℃的耐高溫涂層材料結構。

本實用新型所要解決的技術問題是通過以下技術方案來實現的：

于基底表面依次設置有機底層、耐火輕質骨料和有機-無機復合表層，其中，耐火輕質骨料穿插于有機底層和有機-無機復合表層之中。

所述有機底層的厚度為2～6mm；

所述基底為金屬基底所述的耐火輕質骨料一部分鑲嵌在有機底層中，一部分鑲嵌在有機-無機復合表層中，得到“釘扎”結構；

所述有機-無機復合表層的厚度為3～14mm；

所述耐高溫涂層材料結構的總厚度為5～20mm。

按質量比計，有機底層由環氧樹脂65～80％、固化劑改性多元胺10～20％、增韌劑液體橡膠5～20％組成。

所述的環氧樹脂為雙酚A縮水甘油醚型環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、鹵代雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、羥甲基雙酚A環氧樹脂中的一種或兩種以上，環氧值范圍0.2-0.6。

所述的固化劑改性多元胺為苯酚甲醛己二縮胺、苯酚甲醛間苯二縮胺、苯酚甲醛乙二縮胺、鈦酸三異丙醇叔胺酯中的一種或兩種以上；

所述的增韌劑液體橡膠為二烯類液體橡膠、鏈烯烴類液體橡膠、聚氨酯類液體橡膠、液體硅橡膠、液體聚硫橡膠、液體氟橡膠中的一種或兩種以上，數均分子量范圍為3000～6000。

耐火輕質骨料的耐火度不小于1200℃，耐火輕質骨料的粒度為6～35M。Al₂O₃的含量優選為10％～55％。在本實用新型中耐火輕質骨料鑲嵌在有機底層和有機-無機復合表層中間，可使得兩層的連接更加緊密，同時，對耐火輕質骨料的要求為能夠耐受高溫，由于骨料未暴露于表面，因此對骨料的要求為可以耐受一定高溫即可，優選耐火溫度為不小于1200℃，同時，考慮到成本的要求，耐火輕質骨料優選于頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖中的一種或兩種以上，但這并不限制對耐火輕質骨料的選擇。

按質量比計，有機-無機復合表層是由有機膠環氧樹脂、固化劑聚氨酯、無機填料沙子和水泥組成的復合材料，其中，有機膠環氧樹脂40～60％，固化劑聚氨酯10～20％，沙子15～30％，水泥5～15％。

有機膠環氧樹脂為水性環氧樹脂以及與水性環氧樹脂功能相同的有機膠類。

所述的聚氨酯為聚氨基甲酸酯。

有機-無機復合表層的制備方法為：

將沙子和水泥按照(1.5～4.5)：1混合均勻，得到無機物，將有機膠環氧樹脂和聚氨酯固化劑按照3：(0.5～2)混合，得到有機物，將無機物添加到有機物中，無機物與有機物的質量比為(0.8～4)：1。

所述沙子的粒徑不大于35目。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用的結構是將有機底層、耐火輕質骨料和有機-無機復合表層依次涂覆在火箭發射臺上，當涂層受到燃氣流的高溫以及高速的沖刷時，涂層材料的有機-無機復合表層首先有一個急劇的物理吸熱，并開始化學分解，溫度上升并向內部傳熱，分解后的殘渣形成殘碳層，表層中高聚物被灼燒后成碳率高、殘碳層密實，具備耐燒蝕性能好的特點，起到隔熱作用和耐沖刷作用；