[發明專利]一種快速成型防熱膠片、制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210907582.6
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN116176071A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 王奧;賀晨;高超;高于;曾一兵;馬覓洋;閆雪;李博乾;李穎
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類號: B32B25/20
• 分類號: B32B25/20;B32B25/08;B32B27/32;B32B15/00;B32B15/20;B32B15/085;B32B7/12;C08L83/14;C08L61/06;C08K7/26;C08K7/14;C08K3/34;C08K3/38;C08K7/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種快速成型防熱膠片及其制備方法，將增強填料和磨碎纖維均勻分散于硅橡膠中所得混合物、成瓷填料、固化劑、輕質填料、揮發型降粘劑和固化抑制劑進行真空捏合，再將捏合分散后的混合物進行壓延處理，得到初步成型膠片，最后使初步成型膠片進行固化，得到防熱膠片。本發明所得防熱膠片可替代傳統空氣噴涂的硅橡膠防熱涂層施工，特別適合應用于飛行器表面，達到防護氣動熱的目的，所得結構件具有較好的力學、熱物理性能和抗燒蝕性能，同時相比于傳統防熱涂層的空氣噴涂施工，本發明能夠避免使用大量溶劑，施工周期也大幅縮短，對于未來防熱產品的快速交付及促進環保都具有深遠意義。

技術領域

本發明涉及一種防熱膠片、制備方法與應用，屬于表面涂層技術領域。

背景技術

熱防護系統是決定飛行器成敗的關鍵因素之一，目前對于中高熱流環境的飛行器外防熱，大量采用硅橡膠防熱涂層方案來實現。而現有的硅橡膠防熱涂層主要為縮合型硅橡膠體系，該體系通過脫醇縮合方式固化，自身固化周期較長；硅橡膠防熱涂層大多通過噴涂或刷涂工藝制備，涂覆過程中，涂料粘度不斷變化，造成涂層厚度不可控，為保障厚度硅橡膠防熱涂層厚度滿足設計要求，需花費大量時間進行打磨和修補。這些因素嚴重影響防熱層產品高效率、高質量的交付。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種快速成型防熱膠片及其制備方法，解決了傳統空氣硅橡膠防熱涂層噴涂施工過程周期長、易導致有機溶劑污染以及涂層厚度難以控制等技術問題。本發明所得防熱膠片可替代傳統空氣噴涂的硅橡膠防熱涂層施工，同時避免使用大量溶劑，施工周期也大幅縮短，對于未來防熱產品的快速交付及促進環保都具有深遠意義。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種快速成型防熱膠片的制備方法，包括：

(1)將增強填料和磨碎纖維均勻分散于硅橡膠I中，得到混合物A1；

(2)將混合物A1、成瓷填料、固化劑I、輕質填料、揮發型降粘劑和固化抑制劑進行真空捏合，從真空捏合過程中所得混合物中取出樣品，對樣品進行熱處理，根據熱處理后樣品的質量變化率確定真空捏合是否完成，真空捏合完成后得到混合物A2；

(3)將混合物A2鋪于兩層聚四氟乙烯膜之間，對混合物A2進行壓延處理，得到初步成型膠片；

(4)使初步成型膠片進行固化，得到防熱膠片。

進一步的，步驟(1)中，硅橡膠I為硅氮烷烴和硅氧烷烴的線性無規共聚物，硅橡膠I的結構式如下：

其中，x＝3％～5％(x+y+z)，y＝5％～8％(x+y+z)；

增強填料為炭黑，碳酸鈣或白炭黑中的一種或一種以上組合；

磨碎纖維為磨碎玻璃纖維或磨碎碳纖維中的一種或一種以上組合；

步驟(1)中，硅橡膠I、增強填料以及磨碎纖維的質量比＝100：10～30：5～20；

將增強填料和磨碎纖維均勻分散于硅橡膠中的具體方法為，采用三輥研磨2～4遍或捏合分散20～40min，得到肉眼觀察時混合物顏色均勻且無顆粒的混合物A1。

進一步的，步驟(2)中：

成瓷填料為氧化硼，碳化硼或滑石粉中的一種或一種以上組合；

固化劑I為鉑催化劑或氯鉑酸；

輕質填料為玻璃微球或酚醛微球中的一種或一種以上組合；所述玻璃微球和酚醛微球的等靜壓強度≥2MPa；

揮發型降粘劑為一氟二氯乙烷，或一氟二氯乙烷和正庚烷的混合物；

固化抑制劑為炔基醇。