[發明專利]一種高強度耐燒蝕型隔熱涂料的制備方法

在審

• 申請號: 201810372390.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108570274A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（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生熔化甚至升華，與周圍氧氣發生反應生成氧化膜，氧化膜繼續被燒蝕沖刷，當合金金屬所發揮的作用與材料本身熱熔吸熱所達到動態平衡時材料表面溫度達到穩定，從而有效提高材料的耐燒蝕性能。

技術領域

本發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。隨著航天技術的發展，航天產品承受的熱環境日趨惡劣，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。

發明內容

本發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。