[發(fā)明專利]一種超聲輔助熱噴涂裝置及其涂層的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010941607.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-09
• 公開（公告）號(hào): CN112206952B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉宏;秦偉;康紅軍;盧松濤;李楊;姚遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B05B15/25
• 分類號(hào): B05B15/25;B05B15/20;B05B9/03;B05B9/00;B05D3/02;B05D7/24
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

一種超聲輔助熱噴涂裝置及其涂層的制備方法，屬于熱控涂層領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有聚合物涂層技術(shù)獲得涂層存在揮發(fā)性有機(jī)小分子污染易造成航天器敏感表面光、熱、電等性能下降問題及涂層與基體之間存在結(jié)合強(qiáng)度低、涂層均勻性差等缺點(diǎn)。本發(fā)明的超聲輔助熱噴涂裝置，儲(chǔ)液罐底部在攪拌槳兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有超聲波發(fā)生器；噴槍和儲(chǔ)液罐通過吸液管連接；儲(chǔ)液罐罐體外部沿周向設(shè)置有加熱圈。本發(fā)明方法：熱噴涂樹脂加入儲(chǔ)液罐內(nèi)，加熱后，加入功能性填料和促進(jìn)劑，攪拌均勻，間歇超聲，噴涂，分段固化，得到涂層。本發(fā)明減少涂層孔隙，改善涂層與基體間的結(jié)合強(qiáng)度，提高涂層的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱控涂層領(lǐng)域；具體涉及一種超聲輔助熱噴涂裝置及其涂層的制備方法。

背景技術(shù)

熱控涂層是航天器熱設(shè)計(jì)常用的一種被動(dòng)熱控制技術(shù)。選用合適的熱控涂層，能使航天器些部位處于期望的溫度范圍內(nèi)，這對(duì)于航天器正常在軌運(yùn)行具有重要的作用。常用的熱控涂層主要分為有機(jī)和無機(jī)熱控涂層，對(duì)于有機(jī)熱控涂層而言當(dāng)其處于高真空環(huán)境中，其材料中的揮發(fā)性助劑、溶劑、未完全固化的分子鏈段等這些小分子會(huì)揮發(fā)出來，將會(huì)對(duì)航天器敏感表面的光、電、熱控等性能帶來了很大程度的影響，影響航天器的安全可靠性工作。

熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)后，以一定的速度噴涂到預(yù)先處理好的金屬基體表面上，從而形成具有特定功能的涂層的方法，一般可以制備熱控、減摩、抗高溫、抗氧化等涂層，在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。熱噴涂聚合物一般由樹脂原料加上改性材料制成，這些改性材料包括各種功能性填料、防老化劑、增韌劑等，其是一種適用于高熔點(diǎn)難溶聚合物材料的干法涂層制備工藝，避免了傳統(tǒng)聚合物涂層技術(shù)如靜電噴涂和流化床浸漬制備的有機(jī)涂層存在揮發(fā)性有機(jī)小分子污染造成航天器敏感表面光、熱、電等性能下降的問題。盡管熱噴涂聚合物通過加熱熔融或軟化和高速撞擊在基底上強(qiáng)制鋪展?jié)櫇瘢魺釃娡烤酆衔锔男运砑拥墓δ苄蕴盍显谌廴诰酆衔锘w中分散不均勻，涂層中顆粒與顆粒之間不可避免地存在一些孔隙和空洞，將會(huì)導(dǎo)致涂層與基體及層間的結(jié)合強(qiáng)度低、涂層均勻性差等缺點(diǎn)，在一定程度上限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有聚合物涂層技術(shù)獲得涂層存在揮發(fā)性有機(jī)小分子污染造成航天器敏感表面光、熱、電等性能下降問題及涂層與基體之間存在結(jié)合強(qiáng)度低、涂層均勻性差等缺點(diǎn)；本發(fā)明提供了一種超聲輔助熱噴涂裝置及其噴涂涂層的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的超聲輔助熱噴涂裝置主要包括高壓氮?dú)馄?、減壓閥2、儲(chǔ)液罐3、噴槍6、攪拌器9和壓力表10，攪拌器9包括電機(jī)13和攪拌槳14；它還包括溫度控制器4、超聲波發(fā)生器5、加熱圈7和熱電偶8；

儲(chǔ)液罐3采用立式雙層結(jié)構(gòu)，包括外筒302和套設(shè)于外筒302內(nèi)的內(nèi)筒301；

儲(chǔ)液罐3頂部設(shè)置有裝料口11和壓力表10，裝料口11密封連接有上蓋12，上蓋12上設(shè)置電機(jī)13，所述電機(jī)13傳動(dòng)連接攪拌槳14，攪拌槳14設(shè)置在內(nèi)筒301內(nèi)部；

內(nèi)筒301內(nèi)底部在攪拌槳兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有超聲波發(fā)生器5；

內(nèi)筒301外部沿周向以及內(nèi)筒301外底部設(shè)置有加熱圈7，所述加熱圈7通過導(dǎo)線與儲(chǔ)液罐3外電源連接；

高壓氮?dú)馄?與內(nèi)筒301通過通氣管15連接，通氣管15的出氣口與內(nèi)筒301連通，通氣管15上設(shè)置有減壓閥2；

噴槍6和儲(chǔ)液罐3通過吸液管16連接，吸液管16的下端位于與儲(chǔ)液罐3內(nèi)筒301內(nèi)腔的底部；

內(nèi)筒301內(nèi)在攪拌槳14兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)熱電偶8，熱電偶8設(shè)置儲(chǔ)液罐3的液面之下，熱電偶8通過導(dǎo)線與儲(chǔ)液罐3外的溫度控制器4連接。

進(jìn)一步地，所述噴槍6為壓力式噴槍。

采用上述裝置噴涂涂層的方法是按下述步驟進(jìn)行的：