[發明專利]一種定型相變水性涂料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811313067.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109575669A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 孫理理;曾一兵;李俊峰;趙立波;雷輝;羅正平;李穎;姜舟;王萌
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: C09D7/62
• 分類號: C09D7/62;C09D7/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種定型相變水性涂料及其制備方法與應用，屬于熱控涂層技術領域。所述涂料包括以下重量份組份：孔隙率≥90％的多孔材料1份、相變材料3～8份、韌性水性樹脂3～20份、水2～5份及水性助劑0.5～3份。本發明實施例提供的定型相變水性涂料，通過采用高孔隙率多孔材料吸附相變材料得到封裝相變材料，通過將該封裝相變材料與韌性水性樹脂及水性助劑配伍，提高相變材料在涂料中的含量，從而可極大地提高涂層的焓值(可達150kg/kJ以上)，同時涂料稀釋劑為水，避免了有機溶劑揮發導致的環境污染。

技術領域

本發明涉及一種定型相變水性涂料及其制備方法與應用，屬于熱控涂層技術領域。

背景技術

相變儲能材料在達到相變溫度時，能在不升高自身溫度的前提下吸收大量的熱，通常發生相變所需的熱量可達到該物體溫度升高1℃所需熱量的80到100倍。相變儲能材料不僅在相變過程中能吸收和釋放巨大潛熱且溫度幾乎保持不變，同時該方式原則上可以進行無限次的可逆操作，使其被認為是可靠性很高的被動熱控手段。因此相變儲能材料在航空航天如人造衛星、宇宙航行和軍事武器系統的溫度控制方面有著重要的應用潛能。

對間斷性工作組件、儀器而言，利用相變材料熔化時吸收大量潛熱、凝固時放出大量潛熱的特性，可用于間斷性工作的電子組件、儀器的熱控，如在美國國際空間站發射的用于采集冰云信息的立方衛星“ICECUBE”就應用了三個相變熱控組件，以保證其MLA(混合邏輯運算集成器)、IFA(中頻集成器)能始終處于在20±1℃的溫度范圍，國際空間站軌道由于太陽β角范圍是-75°～+75°，立方衛星“ICECUBE”在每個運行周期會有0～36min的時間位于陰影區，而為了保存電量，陰影區時MLA和IFA會停止工作，這兩個原因會造成MLA和IFA周邊熱環境的不穩定性，而通過在MLA和IFA安裝熱控組件就有效地解決了該問題，保證了MLA和IFA的正常工作環境。

相變材料也可應用于熱環境發生周期性變化的空間環境中航天器的熱控，例如，衛星在圍繞地球運行時，它在日照區和地球陰影區所接收的外熱流有很大的差異，用相變材料將航天器的儀器艙或載人艙包圍屏蔽起來，在日照區通過相變材料的熔化，可將太陽能貯存起來，到地球陰影區通過相變材料的凝固，可將貯存的熱量釋放出來，使航天器的儀器艙或載人艙保持在恒定的溫度。

涂料以其施工不受待防護件形狀限制、對基材結合緊密的特點廣泛應用于航天器多個型號產品的多功能表面防護領域，而以相變材料為主功能填料的涂料產品尚未見在航天型號產品應用的報道。

民用建筑、熱紅外隱身、紡織等領域中，雖有相變涂層的應用，但現有相變涂層多采用微膠囊形式的相變材料，以有機溶劑作為稀釋劑，由于微膠囊為核殼結構，封裝時殼體材料完全包覆相變材料，占用大量體積，限制了相變材料在涂層中的含量，從而限制了整個涂層的焓值(通常涂層焓值低于100kg/kJ)，且稀釋劑揮發后易造成環境污染。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明實施例提供了一種定型相變水性涂料及其制備方法與應用，該涂料可極大地提高涂層的焓值(可達150kg/kJ以上)，同時涂料稀釋劑為水，避免了有機溶劑揮發導致的環境污染。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種定型相變水性涂料，包括以下重量份組份：

孔隙率≥90％的多孔材料1份、相變材料3～8份、韌性水性樹脂3～20份、水2～5份及水性助劑0.5～3份。

在一可選實施例中，所述韌性水性樹脂的韌性斷裂伸長率大于50％。

在一可選實施例中，所述相變材料為烷烴類相變材料。

在一可選實施例中，所述多孔材料為氣凝膠、膨脹石墨或多孔石墨中的至少一種。

在一可選實施例中，所述多孔材料與所述相變材料的質量比為1：(4～6)。