[發(fā)明專利]一種高強度耐燒蝕型隔熱涂料的制備方法

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• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108570274A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 黃宇成;蔣益
• 申請（專利權）人: 常州達奧新材料科技有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/18;C09D7/62;D06M11/13;D06M101/06
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 朱親林

本發(fā)明涉及一種高強度耐燒蝕型隔熱涂料的制備方法，屬于涂料材料技術領域。本發(fā)明技術方案采用金屬對多孔隙結構的材料進行充分的滲浸，一方面碳復合材料基體是一種多孔材料，通過將熔融合金加入，使得材料大部分孔隙得以充分填充，材料致密度提高，減少了應力集中現象的發(fā)生，從而使得材料力學性能提高，同時材料表面在經受熱流沖擊時瞬間升溫，復合材料表面的金屬吸熱發(fā)生熔化甚至升華，與周圍氧氣發(fā)生反應生成氧化膜，氧化膜繼續(xù)被燒蝕沖刷，當合金金屬所發(fā)揮的作用與材料本身熱熔吸熱所達到動態(tài)平衡時材料表面溫度達到穩(wěn)定，從而有效提高材料的耐燒蝕性能。

技術領域

本發(fā)明涉及一種高強度耐燒蝕型隔熱涂料的制備方法，屬于涂料材料技術領域。

背景技術

燒蝕材料可分為無機和有機燒蝕材料。在防熱機制上，燒蝕材料通過材料的分解、熔化、汽化、升華等方式吸收大量熱量進行防熱，這就要求材料具有比熱容大，導熱率小等特點。有機燒蝕材料要求具有較高的耐燒蝕性能，而無機材料則要求熔點相對較低，能夠形成熔化吸熱等作用。根據這些方面的要求，本文擬選定如下材料作為燒蝕材料耐高溫有機聚合物酚醛樹脂，改性有機硅樹脂，聚酷等通常具有密度低，熱導率低等性質，已被廣泛用于燒蝕防熱材料中。有機聚合物受高溫時會裂解生成大量的小分子氣體如，熱解后的氣體具有質量引射的熱阻塞作用，可降低對流傳熱，同時，氣體經過涂層時還會帶走一部分熱量。聚合物熱解后在材料的表面形成多孔碳層，它能耐很高的溫度，表面還能向周圍環(huán)境進行熱輻射，同時又能充當隔熱層阻止熱量向內傳遞。

當有機聚合物引入隔熱基體中，在較低的溫度下首先形成燒蝕防熱，隨著聚合物的裂解與碳化層的沉積，在陶瓷隔熱基體中會形成大量的孔隙，孔隙的增加與密度的減小會進一步降低涂層的熱導率，同時還有利于熱應力的釋放，從而保證涂層的抗熱震性。隨著航天技術的發(fā)展，航天產品承受的熱環(huán)境日趨惡劣，主要表現為熱流密度加大、氣動沖刷嚴重。現有的防熱涂層，雖然抗沖刷、燒蝕性能好，但是強度低、粘接性能差，在外力作用下容易脫粘、分層;酚醛防熱涂層斷裂伸長率低，在高低溫交變時容易開裂，所以制備一種高強度型耐燒蝕涂料很有必要。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題：針對現有耐燒蝕隔熱涂層材料力學性能較差的問題，提供了一種高強度耐燒蝕型隔熱涂料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

（1）取絲瓜絡并剪切粉碎，得絲瓜絡碎塊并按質量比1:10，將絲瓜絡添加至氯化鋰溶液中，攪拌混合，水浴加熱，過濾并收集濾渣，洗滌、干燥得干燥絲瓜絡纖維；

（2）取稻殼并粉碎過篩，得過篩花生殼顆粒并按質量比1:1，將干燥絲瓜絡纖維與過篩花生殼顆粒攪拌混合并置于馬弗爐中，干燥后升溫，保溫煅燒，靜置冷卻至室溫，得基體炭材料；

（3）按重量份數計，分別稱量45～50份鋁、3～5份錳和1～2份氧化鈉置于球磨罐中，球磨過篩，得球磨粉末，將基體炭材料置于石墨坩堝中，按質量比1:5，將球磨粉末覆蓋至基體炭材料表面，將坩堝置于管式爐中，升溫加熱、保溫煅燒并加熱熔融，壓制成型并靜置冷卻至室溫，得改性復合料；

（4）按重量份數計，分別稱量45～50份去離子水、3～5份分散劑5040、10～15份改性復合料置于研缽中，研磨分散并收集分散漿液，將分散漿液置于噴霧干燥劑中，噴霧干燥處理并收集改性粉末；

（5）按重量份數計，分別稱量15～20份丙酮、10～15份固化劑593和25～30份環(huán)氧樹脂E-51置于攪拌機中，攪拌混合并調整涂料粘度至適宜刮涂且不流掛，即可制備得所述的高強度耐燒蝕型隔熱涂料。

步驟（2）所述的保溫煅燒溫度為780～850℃。

步驟（3）所述的升溫加熱、保溫煅燒為按10℃/min升溫至1250～1300℃。

步驟（3）所述的壓制成型壓強為10～15MPa。