一种新型消融防热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料制备技术领域，尤其是一种新型消融防热涂料及其制备方法，采用有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料和助剂作为A组分原料，咪唑类固化剂作为B组分原料，通过合理的搭配，再结合工艺参数的调控制备成涂料，该涂料耐高温达750℃、密度小于1g/cm

A new type of ablation thermal protection coating and preparation method thereof

The present invention relates to the technical field of coating preparation, in particular to a novel thermal ablation coating and a preparation method thereof, with silicone resin, novolac epoxy resin, fumed nano silica, low density and low conductive fillers and additives as A component material, imidazole curing agent as B component of raw materials, through reasonable collocation, adjustment combined with the control of process parameters to prepare coatings, the coating high temperature up to 750 degrees Celsius, the density is less than 1g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种新型消融防热涂料及其制备方法
本专利技术涉及涂料制备
，尤其是一种新型消融防热涂料及其制备方法。
技术介绍
随着先进战术导弹在高机动、大过载、飞行速度、命中精度和突防能力等方面综合性能的提高，设计者必须兼顾载体重量、材料结构强度及载体内部元器件的安全性；特别是战术导弹弹体多采用合金材料制造弹体(舱体、整流罩、舵面、翼面)，弹体结构材料在温度大于300℃时力学性能急剧下降，对导弹进行隔热防护是解决以上问题的有效途径。战术导弹工作时的温度可达1000℃以上，尤其对于新型战术导弹，由于高机动性且飞行速度快，导弹表面在短时间内，气动加热加剧温度急升，如果不采取有效的热防护措施，导弹的头部、翼面(或舵面)的前缘、整流罩及各舱段由于温度过高而容易结构强度下降，导致弹体破坏和导弹设备元件损坏；为了保证战术导弹的安全飞行，确保击中目标，必须采取有效的热防护措施，新型消融热涂料因其具有质量轻、涂层薄和隔热效果显著等优点，且在一定时间内具有良好的隔热性能、抗冲刷性能而成为首选的防热材料，是战术导弹热防护所急需的材料。新型消融防热涂料在民用产业上具有广泛的用途，主要在石油化工管道、高温热流管道及高温反应釜等外表面的应用，其主要功能有三方面：其一是绝热防护，降低物质的热量散失；第二是具有防腐蚀的功能，避免金属容器及管道表面的化学腐蚀；第三是新型消融防热涂层具有环境适应性能力，主要是涂层具备高低温冲击的能力。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术中高性能战术导弹热防护不足的问题，同时还可以在民用高温设备上绝热保护，因此提供一种新型消融防热涂料及其制备方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种新型消融防热涂料，由A组分和B组分组成；所述A组分由有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料、助剂组成；所述B组分为咪唑类固化剂；所述B组分的质量为A组分的2～3％。所述A组分原料以重量份计为有机硅树脂16～32份、酚醛环氧树脂8～16份、气相纳米二氧化硅8～12份、低密低导填料20～30份、咪唑类固化剂2～3份、助剂25～30份。进一步优选以重量份计为有机硅树脂22～26份、酚醛环氧树脂10～14份、气相纳米二氧化硅9～11份、低密低导填料23～27份、咪唑类固化剂2～3份、助剂27～29份。再进一步优选以重量份计为有机硅树脂24份、酚醛环氧树脂12份、气相纳米二氧化硅10份、低密低导填料25份、助剂28份。所述低密低导填料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石粉中任一种。所述助剂为防沉剂、附着力促进剂、溶剂按照重量配比为1：1：(20～30)混匀。所述防沉剂为有机膨润土、聚乙烯蜡、改性氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中任一种；所述的附着力促进剂为钛酸酯偶联剂或有机膦聚合物中任一种；所述溶剂为脂类、醇类、酮类、芳烃类中任一种。本专利技术的另一个目的是提供该涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)预混：按照配方量取有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料和助剂，用尼龙棒搅拌均匀，得混合料；(2)分散：将预混好的混合料加入的分散机中，在800～1000r/min的转速下分散50～60min，再在1000～1200r/min的转速下高速分散100～120min，得分散料；(3)砂磨：将分散料放入砂磨机中，并采用φ1.5～φ3的玻璃珠或氧化锆珠作为砂磨介质，砂磨过程中控制物料的粘度为25～45s，粒径≤40μm即可；(4)过滤：将砂磨好的物料用≥80目的铜丝网过滤，铜丝网在使用前清洗干净，且无破损；(5)调漆：过滤结束后，加入剩余助剂调配均匀，即得A组分；(6)混合：将制备好的A组分与B组分混合即可。所述步骤(1)助剂的用量为80～90％，步骤(5)助剂的用量为10～20％。所述步骤(1)先将有机硅树脂、酚醛环氧树脂用尼龙棒搅拌均匀，再加入气相纳米二氧化硅、低密低导填料搅拌均匀，最后加入助剂搅拌均匀。本专利技术与现有技术相比：现有的新型消融防热涂料的主体树脂一般采用有机硅树脂，但用有机硅树脂加工而成的涂料的工艺性能差(附着力差、固化温度高)，本专利技术经过大量的实验研究和筛选，选用了酚醛环氧树脂对有机硅树脂进行改性处理，并通过实验筛选出了有机硅树脂、酚醛环氧树脂、填料及助剂的优选比例，有效改性了有机硅树脂的性能，改性后的涂料体系能实现常温固化，同时应用了消融、低密度、低导热的特种填料，实现了新型消融防热涂料配方的研制及新型消融防热涂层材料的制备。本专利技术提供的新型消融防热涂料在常规性能优良的情况下，其核心技术指标在于涂层导热系数低、密度低、粘结强度高，其综合性能优良，有效解决导弹弹体的防热问题，该防热涂料已在某型号舱体之上喷涂，该舱体进行了环境试验验证考核，该防热涂料性能指标完全可以满足某新某型号产品工程化应用的需要，该技术在石油化工设备上可以推广应用。本专利技术采用采用有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料和助剂作为A组分原料，咪唑类固化剂作为B组分原料，通过合理的搭配，再结合工艺参数的调控制备成涂料，该涂料耐高温达750℃、密度小于1g/cm3、导热系数小于0.15W/m·K，静态隔热温度低于250℃，可用于中高马赫数战术导弹弹体热防护的防热材料和石油化工高温设备绝热保护材料。具体实施方式下面结核具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1配方：A组分：有机硅树脂16kg、酚醛环氧树脂8kg、气相纳米二氧化硅8kg、低密低导填料20kg、助剂25kg；B组分：咪唑的质量为A组分的2％。制备方法：(1)预混：按照配方量取有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料和助剂，用尼龙棒搅拌均匀，得混合料；(2)分散：将预混好的混合料加入的分散机中，在800r/min的转速下分散50min，再在1000r/min的转速下高速分散100min，得分散料；(3)砂磨：将分散料放入砂磨机中，并采用φ1.5～φ3的玻璃珠或氧化锆珠作为砂磨介质，砂磨过程中控制物料的粘度为25s，粒径≤40μm即可；(4)过滤：将砂磨好的物料用≥80目的铜丝网过滤，铜丝网在使用前清洗干净，且无破损；(5)调漆：过滤结束后，加入剩余助剂调配均匀，即得A组分；(6)混合：将制备好的A组分与B组分混合即可。所述低密低导填料为膨胀珍珠岩。所述助剂为防沉剂、附着力促进剂、溶剂按照重量配比为1：1：20混匀。所述防沉剂为有机膨润土；所述的附着力促进剂为钛酸酯偶联剂；所述溶剂为丁醇。所述步骤(1)助剂的用量为80％，步骤(5)助剂的用量为20％。所述步骤(1)先将有机硅树脂、酚醛环氧树脂用尼龙棒搅拌均匀，再加入气相纳米二氧化硅、低密低导填料搅拌均匀，最后加入助剂搅拌均匀。实施例2配方：A组分：有机硅树脂32kg、酚醛环氧树脂16kg、气相纳米二氧化硅12kg、低密低导填料30kg、咪唑类固化剂3kg、助剂30kg；B组分：2-甲基咪唑的质量为A组分的3％。制备方法：(1)预混：按照配方量取有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料和助剂，用尼龙棒搅拌均匀，得混合料；(2)分散：将预混好的混合料加入的分散机中，在1000r/min的转速下分散60min，再在1200r/min的转速下高速分散120mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型消融防热涂料，其特征在于，由A组分和B组分组成；所述A组分由有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料、助剂组成；所述B组分为咪唑类固化剂；所述B组分的质量为A组分的2～3％。

【技术特征摘要】
1.一种新型消融防热涂料，其特征在于，由A组分和B组分组成；所述A组分由有机硅树脂、酚醛环氧树脂、气相纳米二氧化硅、低密低导填料、助剂组成；所述B组分为咪唑类固化剂；所述B组分的质量为A组分的2～3％。2.如权利要求1所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述A组分原料以重量份计为有机硅树脂16～32份、酚醛环氧树脂8～16份、气相纳米二氧化硅8～12份、低密低导填料20～30份、咪唑类固化剂2～3份、助剂25～30份。3.如权利要求2所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述A组分原料以重量份计为有机硅树脂22～26份、酚醛环氧树脂10～14份、气相纳米二氧化硅9～11份、低密低导填料23～27份。4.如权利要求2或3所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述A组分原料以重量份计为：有机硅树脂24份、酚醛环氧树脂12份、气相纳米二氧化硅10份、低密低导填料25份、助剂28份。5.如权利要求1～4中任一项所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述低密低导填料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石粉中任一种。6.如权利要求1～4中任一项所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述助剂为防沉剂、附着力促进剂、溶剂按照重量配比为1：1：(20～30)混匀。7.如权利要求6所述新型消融防热涂料，其特征在于，所述防沉剂为有机膨润土、聚乙烯蜡、改性氢化蓖麻油、聚酰胺蜡中任一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张绍波，杨晓明，胡美羚，李江，何晶，
申请(专利权)人：贵州航天风华精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52