[發明專利]一種纖維增強抗沖刷燒蝕涂料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711246997.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109868057A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 孫連來;劉坤;時卓;許壯志;薛健
• 申請（專利權）人: 遼寧法庫陶瓷工程技術研究中心
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D163/00;B05D5/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

一種纖維增強抗沖刷燒蝕涂料及其制備方法與應用，屬于特種涂料技術領域。涂料由下列組分按照重量份數組成：耐高溫樹脂80?150份、短切纖維50?100份、輕質填料10?80份、補強填料10?50份及溶劑100?200份。制備方法包括樹脂混合、填料混合及涂料調整等步驟。施工中的應用包括涂料粘度調整、高壓無氣噴涂設備調整及涂料噴涂施工等工序。本發明通過在燒蝕涂料配方中大量添加纖維，配套每遍噴涂厚度較厚的施工工藝，能夠在一定厚度涂層內部形成纖維隨機取向分布，并且形成均勻的纖維纏繞結構，能夠有效的使涂層在高溫的工況下固定涂層燒蝕產物，有效增強涂層表面抗燒蝕性能。

技術領域

本發明屬于特種涂料領域，特別涉及一種主要通過纖維增強，具有抗高速氣流沖刷的燒蝕涂料及其制備方法與應用。

背景技術

燒蝕涂料所制備成的燒蝕涂層，是保證裝備、工件在高速氣流沖刷條件下保持正常工作溫度的可靠方法之一。燒蝕涂料對工件表面進行熱防護，具有施工簡便、成本較低、可靠性高等優點。隨著裝備技術的發展，工件表面沖刷的氣流速度、表面溫度不斷升高，對燒蝕涂料所制備的燒蝕涂層的要求也隨之不斷提高。與此同時，燒蝕涂料還需要具有低密度、良好的力學性能以及優秀的儲能、隔熱能力。

現有的燒蝕涂料技術所制備的燒蝕涂層，在氣流速度較高時，抗沖刷燒蝕能力較差，主要體現在燒蝕量較大、表面平整度較差等。其主要原因在于燒蝕涂料在配制過程中對高溫工況下高速氣流沖刷條件缺乏考慮、缺乏相應的配方設計，涂層表面的微觀內聚力、宏觀力學性能隨溫度升高迅速衰減，在高速氣流的剪切沖刷作用力下，涂層表面被高速氣流沖掉。現有燒蝕涂料技術為了提升其抗沖刷能力唯一可行的辦法就是提升涂層整體厚度，從而避免涂層燒穿失效。

發明內容

針對現有燒蝕涂料技術中存在的上述不足之處，本發明需要解決的問題在于提供一種通過大量纖維增強的燒蝕涂料配方、燒蝕涂料制備方法以及配套施工工藝，以滿足工件使用要求。燒蝕涂料現有技術中通常少量添加的纖維填料，對其高溫下抗沖刷能力有一定的提升。但現有技術中由于配方與配套施工工藝的限制，纖維填料添加較少，纖維填料在涂料所形成的涂層中主要以平行于涂層方向分布。發明者在實驗中發現，通過配方中大量添加纖維填料，同時配套使用高壓無氣噴涂的施工工藝，可以形成具有良好抗沖刷的燒蝕涂料涂層。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種纖維增強抗沖刷燒蝕涂料，由下列組分按照重量份數組成：耐高溫樹脂80-150份、短切纖維50-100份、輕質填料10-80份、補強填料10-50份及溶劑100-200份。

進一步地，耐高溫樹脂選自環氧樹脂、改性環氧樹脂、硅橡膠樹脂、改性硅橡膠樹脂及以上一種或幾種樹脂的混合物。

進一步地，短切纖維選用玻璃短切纖維、二氧化硅短切纖維、高硅氧短切纖維、碳纖維短切纖維、酚醛短切纖維、丁腈短切纖維、芳綸短切纖維，及以上一種或幾種短切纖維的混合物，所述短切纖維選用纖維長徑比2-20的短切纖維。

進一步地，輕質填料選用陶瓷微球、玻璃微球、粉煤灰、膨脹珍珠巖粉、軟木粉及以上一種或幾種輕質填料的混合物，所述輕質填料目數選用50-325目。

進一步地，補強填料選用硅微粉、白炭黑及以上一種或兩種補強填料的混合物，所述補強填料目數選用150-800目。

進一步地，溶劑選用甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、60-200號溶劑油及以上一種或幾種溶劑的混合物。

本發明還提供了一種纖維增強抗沖刷燒蝕涂料的制備方法，包括以下步驟：

1)樹脂混合

按配比，依次將耐高溫樹脂、短切纖維、補強填料放入三輥研磨機中，混合30-60分鐘，混合均勻；

2)填料混合

按配比，將溶劑、輕質填料投入行星攪拌機中，分散10-20分鐘。