[發明專利]一種可噴涂的硅橡膠基輕質耐燒蝕隔熱涂料及其應用

在審

• 申請號: 201910020907.7
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109852238A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 余亞麗;胡勵;郭芳威;邢辰;張醒;李程剛;宋林郁;張立軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: C09D183/07
• 分類號: C09D183/07;C09D183/04;C09D5/18;C09D5/34;C09D7/61;C09D7/62;C09D7/65
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種可噴涂的硅橡膠基輕質耐燒蝕隔熱涂料及其應用，由A組分、B組分按質量比為100：0.5～100：3配制得到，A組分由以下組分及重量份含量的原料制備得到：室溫硫化有機硅橡膠80?110份，阻燃填料40?50份，短切碳纖維填料3?5份、硅基補強填料10?12份、分散助劑0.5?1，偶聯劑5?10份，溶劑100?150份，B組份由交聯劑正硅酸乙酯或含氫硅油和催化劑二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁酯按照7：3質量組份配制而成。與現有技術相比，本發明與金屬基板的涂層結合強度高，短切碳纖維在殘碳層中形成堅固的蜂窩狀結構，使得涂層具有優異的耐沖刷效果，可有效保護火箭等航空航天飛行器表面受到燒蝕損傷，且涂料燒蝕產物主要為CO₂和SiO₂，綠色，無污染。

技術領域

本發明涉及高溫耐燒蝕涂料技術領域，尤其是涉及一種可噴涂的硅橡膠基輕質耐燒蝕隔熱涂料及其應用。

背景技術

隨著我國航空航天及國防技術的發展，耐燒蝕涂料得到了越來越多的應用。比如捆綁型運載火箭體表面等各種航空航天飛行器表面需要涂敷一層耐燒蝕防熱涂料，以抵抗每平方米幾百至上萬千瓦的熱流沖刷載荷。目前市場上傳統的防熱涂層以酚醛樹脂、環氧樹脂等為基體樹脂，依靠添加低密度填料(軟木粉、空心玻璃微球等)或耐高溫填料(氧化鋁、氧化鋯、陶瓷粉等)來實現涂層的耐燒蝕性能，這類涂料通過機械混合多種填料來實現燒蝕、隔熱和耐沖刷得防護作用，這導致該類涂料無法滿足航空航天的輕質化需求。此外，現有的耐燒蝕防熱涂料產品的施工厚度大，大多采用刮涂為主，施工性較差，并且無法實現室溫干燥固化，不方便使用，而且傳統產品大多以苯類、酮類、酯類等為溶劑，使用過程中對環境的影響較大。因此研發一種組份簡單、輕質、綠色、無污染同時具有耐高溫和高機械性能的涂料配方和制備方法，對于航空航天及國防技術的發展具有非常重要的意義。

中國專利CN1026705C公開了一種燒蝕隔熱涂料。其特點是以甲基三乙基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷為原料，經水解、縮合制備有機硅樹脂，選用上述自制的有機硅樹脂30～40％，白云母粉30～45％，三氧化二銘10～20％，硅酸鋁纖維10～20％(重量)，用無水乙醇稀釋，配制成燒蝕隔熱涂料，但是，由于其樹脂采用的是有機硅樹脂，無法在室溫下進行固化，更無法與金屬基板實現良好結合。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可噴涂的硅橡膠基輕質耐燒蝕隔熱涂料及其應用，本發明實現完全可以人工或者機器手噴涂，極大簡化了工藝流程，且不受器件形狀的影響，可噴涂在任何形狀的器件表面。此外，彈性基體與金屬基板的涂層結合強度高，短切碳纖維在殘碳層中形成堅固的蜂窩狀結構，這使得涂層具有優異的耐沖刷效果，可有效保護火箭等航空航天飛行器表面受到燒蝕損傷。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種可噴涂的硅橡膠基輕質耐燒蝕隔熱涂料，由A組分、B組分按質量比為100：0.5～100：3配制得到，

所述A組分由以下組分及重量份含量的原料制備得到：

室溫硫化有機硅橡膠80-110份，阻燃填料40-50份，短切碳纖維填料3-5份、硅基補強填料10-12份、分散助劑0.5-1，偶聯劑0.5-1份，溶劑100-150份，

B組份由交聯劑正硅酸乙酯或含氫硅油和催化劑二月桂酸二丁基錫或鈦酸四丁酯按照7：3質量組份配制而成。

所述室溫硫化有機硅橡膠為粘度為2000-7000mpa.s的二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基苯基乙烯基硅橡膠中的一種或任意兩種組分的復配物，

所述阻燃填料為氧化鐵、氫氧化鎂、軟木粉或蒙脫石中的一種或者組合，

所述碳基補強填料為碳纖維，

所述硅基補強填料為納米氣相二氧化硅，

所述分散助劑為無定形炭黑，