[發(fā)明專利]一種耐燒蝕隔熱涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911335139.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN111117475B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許學(xué)偉;夏雨;李崢;許孔力;江建英;謝永旺;王國(guó)勇;趙英民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C09D183/04
• 分類號(hào): C09D183/04;C09D183/16;C09D7/63;C09D7/61
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本發(fā)明提出一種耐燒蝕隔熱涂層及其制備方法，包括有機(jī)硅樹脂、陶瓷前驅(qū)體和有機(jī)金屬鹽，有機(jī)金屬鹽在有機(jī)硅樹脂、陶瓷前驅(qū)體聚合反應(yīng)過程中水解形成金屬絡(luò)合物，金屬絡(luò)合物均勻分布在有機(jī)硅樹脂和陶瓷前軀體聚合形成的互穿三維網(wǎng)絡(luò)中。本發(fā)明采用有機(jī)硅樹脂、陶瓷前軀體聚合形成三維網(wǎng)絡(luò)互相交織，形成了互穿三維網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)金屬鹽均勻地分散在互穿三維網(wǎng)絡(luò)中，形成一種組分均勻的耐燒蝕隔熱涂層，最終形成的涂層在各個(gè)方向的性能均一，保證了涂層抗燒蝕隔熱的效果，克服了現(xiàn)有的涂層技術(shù)中，填料與涂層基體進(jìn)行物理混合，容易出現(xiàn)混合不均勻?qū)е峦繉有阅茉诰植看嬖谄畹膯栴}。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐燒蝕隔熱涂層及其制備方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著新一代飛行器的飛行速度越來越快，飛行距離越來越遠(yuǎn)，其熱防護(hù)體系需要應(yīng)對(duì)高熱流、高焓值、高駐點(diǎn)壓力等特點(diǎn)的氣動(dòng)環(huán)境。熱防護(hù)涂層是一種有效的保護(hù)手段，能夠有效抵抗高速熱流的沖擊，保護(hù)飛行器的基底艙段。典型的耐高溫?zé)岱雷o(hù)涂層有有機(jī)硅涂層、熱障涂層等，有機(jī)硅涂層是通過有機(jī)硅樹脂結(jié)合無機(jī)填料制備而成，可以耐溫300～400℃，短時(shí)600℃，無法實(shí)現(xiàn)高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間的防護(hù)作用；而熱障涂層屬于無機(jī)陶瓷材料涂層，其耐溫等級(jí)較高，但是其脆性大，與基體材料的熱膨脹不匹配，容易發(fā)生開裂脫落等現(xiàn)象。

目前報(bào)道的耐高溫涂層絕大部分采用的是有機(jī)樹脂與無機(jī)耐高溫填料混合的方式，如江陰市大阪涂料有限公司李迎等在中國(guó)專利200410014277.6“耐900～1200℃高溫的有機(jī)硅-陶瓷涂料”中采用有機(jī)硅樹脂混合耐高溫顏料和金屬氧化物形成耐高溫涂料；泰山醫(yī)學(xué)院孫紅等在中國(guó)專利201710710879.2“聚硅氮烷陶瓷前軀體樹脂的合成方法以及一種吸波涂料”中采用聚硅氮烷陶瓷前軀體樹脂、納米碳化硅、石墨粉、納米鐵氧體混合形成的涂料。這種混合方式容易造成涂層分散不均勻，而且耐高溫填料會(huì)在制備過程中發(fā)生沉降，導(dǎo)致涂層各個(gè)部位耐高溫性能不一致。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種與基體材料匹配性高、低溫韌性高、高溫時(shí)耐高溫性能均勻的耐燒蝕隔熱涂層及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種耐燒蝕隔熱涂層，包括有機(jī)硅樹脂、陶瓷前驅(qū)體和有機(jī)金屬鹽，有機(jī)金屬鹽在有機(jī)硅樹脂、陶瓷前驅(qū)體聚合反應(yīng)過程中水解形成金屬絡(luò)合物，金屬絡(luò)合物均勻分布在有機(jī)硅樹脂和陶瓷前軀體聚合形成的互穿三維網(wǎng)絡(luò)中。

一種耐燒蝕隔熱涂層的制備方法，包括如下步驟：

將有機(jī)金屬鹽溶解于溶劑中，形成均勻溶液；

在均勻溶液中加入有機(jī)硅樹脂和陶瓷前驅(qū)物，混合均勻形成組分A；

噴涂或刷涂，固化得到耐燒蝕隔熱涂層。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：

(1)本發(fā)明采用有機(jī)硅樹脂、陶瓷前軀體聚合形成三維網(wǎng)絡(luò)互相交織，形成了互穿三維網(wǎng)絡(luò)，有機(jī)金屬鹽均勻地分散在互穿三維網(wǎng)絡(luò)中，形成一種組分均勻的耐燒蝕隔熱涂層，最終形成的涂層在各個(gè)方向的性能均一，保證了涂層抗燒蝕隔熱的效果，克服了現(xiàn)有的涂層技術(shù)中，填料與涂層基體進(jìn)行物理混合，容易出現(xiàn)混合不均勻?qū)е峦繉有阅茉诰植看嬖谄畹膯栴}；

(2)本發(fā)明以有機(jī)硅樹脂和陶瓷前驅(qū)體的互傳三維網(wǎng)絡(luò)為基體材料，涂覆在艙段基底表面，固化形成的薄膜在常溫環(huán)境下致密、高韌性，該薄膜拉伸強(qiáng)度大于2MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于50％，屬于韌性材料，在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中可以避免磕碰帶來的破損，而現(xiàn)有涂層的工藝較差，固化后容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，尤其是熱障涂層，屬于無機(jī)材料，脆性大，稍微的磕碰就會(huì)導(dǎo)致涂層出現(xiàn)破損，后期的維護(hù)保養(yǎng)問題更加突出；