[發明專利]一種耐原子氧涂覆液及其制備涂覆方法

有效

• 申請號: 202210856913.8
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115109442B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 顧晶;黃大成;陳芬
• 申請（專利權）人: 常州嘉爾電子科技有限公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/63;B05D3/02;B05D7/24
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 周勝男

本發明涉及一種耐原子氧涂覆液及其制備涂覆方法，包括水合硝酸鋁、三乙醇胺、乙醇、去離子水、磷酸鈉水溶液和氨丙基三甲氧基硅烷，將氨丙基三甲氧基硅烷在去離子水中水解形成混合溶液Ⅰ，將水合硝酸鋁溶解于三乙醇胺、乙醇和去離子水的混合溶劑中，再依次加入磷酸鈉水溶液和乙醇混合，形成混合溶液Ⅱ，繼而將混合溶液Ⅰ加入混合溶液Ⅱ中攪拌、靜置，得到涂覆液，最后將涂覆液涂覆于產品表面并利用高溫固化形成涂層。本發明所制備涂覆形成的涂層，可有效地抵抗原子氧侵蝕，耐原子氧性能極佳。

技術領域

本發明屬于耐原子氧涂覆液加工領域，具體涉及一種耐原子氧涂覆液及其制備涂覆方法。

背景技術

隨著航天技術的發展，衛星、空間站等大型長壽命航天器的研制對國防建設及國家科技水平的提升都具有重要的戰略意義。運行的低軌道航天器速度大，可能遭受原子氧、熱循環、紫外輻照、帶電粒子輻射等各種苛刻空間環境的作用。

其中，原子氧與材料相互作用比其它空間環境因素大得多，原子氧的損傷效應主要是與材料表面成份發生反應，導致材料解離、質損及機械性能下降，甚至可引起結構材料變形、光學和電學性能改變及溫控失效等，影響飛行器的使用壽命。而相對于高速運行的航天器，原子氧撞擊的束流密度可達10¹⁵atoms/(s·cm²)。根據動能定理，原子氧的相對速度乘以其質量為其動能值，據計算原子氧的平均撞擊能約為5eV，大部分化學鍵的活化能小于4eV，原子氧的撞擊能量足以使許多材料的化學鍵斷裂并發生反應。

目前，原子氧防護技術研究主要集中抗原子氧侵蝕新材料以及耐原子氧涂覆液兩方面。針對耐原子氧涂覆液方面，以硅氧化物和氧化鋁的原子氧防護性能最好，但是現有技術中用于形成耐原子氧涂覆液的制備過程復雜，并且所制得的涂覆層的耐原子氧性能不穩定，無法達到預期的原子氧防護效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐原子氧涂覆液及其制備涂覆方法，以解決涂覆液所形成的涂層耐原子氧性能差的問題。

本發明的一種耐原子氧涂覆液是這樣實現的：

一種耐原子氧涂覆液，按質量份數計包括以下組分：

水合硝酸鋁6-16份、三乙醇胺4-12份、乙醇10-25份、去離子水Ⅰ35-50份、磷酸鈉水溶液5-12份和混合溶液Ⅰ10-25份；

其中，所述混合溶液Ⅰ按質量份數計包括以下組分：氨丙基三甲氧基硅烷10-25份和去離子水Ⅱ20-35份。

進一步的，所述磷酸鈉水溶液為10％磷酸鈉水溶液。

其次，本發明還提供了一種耐原子氧涂覆液的制備涂覆方法，包括以下步驟：

S1：將氨丙基三甲氧基硅烷加入去離子水Ⅱ中加熱攪拌，使氨丙基三甲氧基硅烷充分水解，得到混合溶液Ⅰ；

S2：將去離子水Ⅰ、三乙醇胺和部分乙醇混合，得到混合溶劑；

S3：將水合硝酸鋁加入混合溶劑中加熱攪拌，使水合硝酸鋁充分溶解；

S4：將磷酸鈉水溶液和剩余乙醇加入步驟S3所得到的溶液中攪拌混合，得到混合溶液Ⅱ；

S5：將混合溶液Ⅰ加入混合溶液Ⅱ中攪拌混合，繼而靜置，即可得到溶膠狀的涂覆液；

S6：將涂覆液涂覆于產品表面，高溫固化形成耐原子氧侵蝕的涂層。

進一步的，步驟S1中，加熱溫度為55-65℃，氨丙基三甲氧基硅烷的水解反應時間為1-1.5h。

進一步的，步驟S3中，加熱溫度為50-55℃。

進一步的，步驟S4中，攪拌時間為0.5h，所得到混合溶液Ⅱ的pH值為4-5。