一种耐高温封闭剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种耐高温封闭剂及其制备方法与应用，属于热防护涂层领域。所述耐高温封闭剂，其原料包括以下质量份组份：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90‑110份。所述封闭剂应用于铝包氧化铝涂层表面，可明显提升其耐盐雾腐蚀性能，经历192h交变盐雾考核基材不腐蚀；另外该封闭剂应用于氧化锆涂层表面，可提高其抗氧化性能，经历室温‑1000℃热震三次后，氧化锆涂层仍不脱落。

A High Temperature Resistant Sealant and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a high temperature resistant sealant and a preparation method and application thereof, belonging to the field of thermal protection coating. The high temperature resistant sealant comprises the following quality components: epoxy silicone varnish 100 phr and amino silicone oil curing agent 90 110 phr. The sealant used on the surface of alumina coated alumina can obviously improve its salt spray corrosion resistance, and the base material does not corrode after 192 h alternating salt spray test. In addition, the sealant used on the surface of zirconia coatings can improve its oxidation resistance, and the zirconia coatings still do not fall off after three thermal shocks at room temperature 1000.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温封闭剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种环氧有机硅耐高温封闭剂制备方法及其应用，可应用于陶瓷基涂层表面，提高其抗氧化及防腐能力，属于热防护涂层领域。
技术介绍
陶瓷基涂层具有耐高温、结合力强等优势，可作为热障涂层应用于金属基材表面，实现对基材的热防护。然而，陶瓷基涂层往往具有多孔结构，在盐雾、湿热等环境下，水汽、无机盐等小分子很容易透过陶瓷基涂层的孔隙渗透至基材，使金属基材发生点蚀，从而造成陶瓷基涂层与基材局部结合力下降。此外，在高温有氧环境下，氧气分子会透过陶瓷基涂层的孔隙，渗透至金属基材表面，从而使基材发生氧化。有机封闭剂具有较好的流平性和渗透性，可将陶瓷基涂层表面的微孔封闭，提高其防腐蚀性能。传统的封闭剂采用环氧树脂或丙烯酸树脂，尽管可以达到很好的封闭效果，但环氧树脂耐环境性较差，长时应用于海洋环境会发生严重黄变及粉化，严重影响其封闭效果。丙烯酸树脂虽然具有较好的耐候性，然而其耐温性较差，无法应用于温度高于500℃的高温环境。目前，环氧有机硅应由于在15℃以下施工很难固化，很难应用于封闭剂领域。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种耐高温封闭剂及其制备方法与应用，所述封闭剂应用于铝包氧化铝涂层表面，可明显提升其耐盐雾腐蚀性能，经历192h交变盐雾考核基材不腐蚀；另外该封闭剂应用于氧化锆涂层表面，可提高其抗氧化性能，经历室温-1000℃热震三次后，氧化锆涂层仍不脱落。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种耐高温封闭剂，其原料包括以下质量份组份：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90-110份。在一可选实施例中，所述环氧有机硅清漆包括以下质量份组份：环氧有机硅树脂100份、聚磷酸流平剂1.5-2.5份、改性有机硅流平剂1.5-2.5份、紫外光稳定剂1.5-2.5份、可见光稳定剂1.5-2.5份及溶剂90-110份。在一可选实施例中，所述环氧有机硅树脂的制备方法，包括：将100质量份环氧树脂及90-110质量份二甲苯混合，在80-100℃下溶解2-3h，再加入35-45质量份有机硅中间体及1-3份钛酸异丙酯，升温至130-140℃，反应4-5h至溶液澄清透明。在一可选实施例中，所述有机硅中间体的分子结构如下式所示：其中，n＝10-15。在一可选实施例中，所述聚磷酸流平剂为德国BYK公司的BYK358。在一可选实施例中，所述改性有机硅流平剂为德国BYK公司的BYK320。在一可选实施例中，所述紫外光稳定剂为德国BYK公司的220。在一可选实施例中，所述可见光稳定剂为德国BYK公司的9061。在一可选实施例中，所述的溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、甲苯、丙酮或乙酸乙酯中的至少一种。在一可选实施例中，所述固化剂分子结构如下式：其中，n＝9-14。一种耐高温封闭剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按以下配比称取原料：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90-110份；(2)将称取的原料混合得到耐高温封闭剂。在一可选实施例中，所述环氧有机硅清漆，其原料包含以下质量份组份：环氧有机硅树脂100份、聚磷酸流平剂1.5-2.5份、改性有机硅流平剂1.5-2.5份、紫外光稳定剂1.5-2.5份、可见光稳定剂1.5-2.5份及溶剂90-110份。在一可选实施例中，将清漆原料在400转/min以上转速搅拌30分钟以上，得到环氧有机硅清漆。在一可选实施例中，所述环氧有机硅树脂的制备方法，包括：将100质量份环氧树脂及90-110质量份二甲苯混合，在80-100℃下溶解2-3h，再加入35-45质量份有机硅中间体及1-3份钛酸异丙酯，升温至130-140℃，反应4-5h，至溶液澄清透明。在一可选实施例中，所述有机硅中间体的分子结构如下式所示：其中，n＝10-15。在一可选实施例中，所述的溶剂二甲苯、醋酸丁酯、甲苯、丙酮或乙酸乙酯中的至少一种。在一可选实施例中，所述固化剂分子结构如下式：其中，n＝9-14。所述的耐高温封闭剂在陶瓷基热障涂层中的应用。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本专利技术实施例提供的耐高温封闭剂，采用环氧有机硅树脂作为成膜剂，采用氨基硅油固化剂实现15℃以下温度的快速固化；(1)本专利技术实施例提供的方法制备的环氧有机硅树脂与传统环氧有机硅树脂相比，在其它基本性能不改变的前提下，600℃时热失重降低至60％，韧性提高至52％，避免了市售环氧有机硅树脂经过600℃以上火焰烧蚀后，不再具有防腐性能的问题；(2)新型耐高温封闭剂应用于铝包氧化铝涂层，在1800℃烧蚀5s后，仍具有良好的耐盐雾腐蚀性能，经历192h交变盐雾考核基材不腐蚀。(3)新型耐高温封闭剂应用于氧化锆涂层表面，可提高其抗氧化性能，经历室温-1100℃热震三次后，氧化锆涂层仍不脱落。附图说明图1为实施例1提供的环氧有机硅树脂封闭剂与环氧树脂封闭剂热失重曲线图；图2为实施例1中氧化铝-环氧有机硅封闭剂涂层体系(左)与氧化铝-传统封闭剂涂层体系(右)1800℃5s烧蚀后，经历192h交变盐雾考核后腐蚀情况图；图3为实施例1中氧化锆-环氧有机硅封闭剂体系(左)与单一氧化锆涂层(右)经历三次室温-1100℃热震试验后表面状态图。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步详细说明。本专利技术实施例提供了一种耐高温封闭剂，其原料包括以下质量份组份：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90-110份。具体地，本专利技术实施例中，环氧有机硅清漆是以环氧有机硅树脂为基体的透明涂料；本专利技术实施例提供的耐高温封闭剂，采用环氧有机硅树脂作为成膜剂，采用氨基硅油固化剂实现15℃以下温度的快速固化。其中，所述固化剂分子结构优选如式(1)所示：其中，n＝9-14。在一可选实施例中，所述环氧有机硅清漆包括以下质量份组份：环氧有机硅树脂100份、聚磷酸流平剂1.5-2.5份、改性有机硅流平剂1.5-2.5份、紫外光稳定剂1.5-2.5份、可见光稳定剂1.5-2.5份及溶剂90-110份。其中，所述环氧有机硅树脂的制备方法，包括：将100质量份环氧树脂及90-110质量份二甲苯混合，在80-100℃下溶解2-3h，再加入35-45质量份有机硅中间体及1-3份钛酸异丙酯，升温至130-140℃，反应4-5h，至溶液澄清透明。所述有机硅中间体的分子结构如式(2)所示：其中，n＝10-15。本专利技术实施例提供的方法制备的环氧有机硅树脂具有高达600℃以上的耐热性能及高达500h以上的耐紫外辐照性能。所述聚磷酸流平剂优选德国BYK公司的BYK358；所述改性有机硅流平剂优选德国BYK公司的BYK320；所述紫外光稳定剂优选德国BYK公司的220；所述可见光稳定剂优选德国BYK公司的9061；所述的溶剂优选二甲苯、醋酸丁酯、甲苯、丙酮或乙酸乙酯的至少一种。本专利技术实施例还提供了一种耐高温封闭剂的制备方法，包括以下步骤：(1)按以下配比称取原料：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90-110份；(2)将称取的原料混合得到耐高温封闭剂。具体地，所述环氧有机硅清漆，其原料包含以下质量份组份：环氧有机硅树脂100份、聚磷酸流平剂1.5-2.5份、改性有机硅流平剂1.5-2.5份、紫外光稳定剂1.5-2.5份、可见光稳定剂1.5-2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温封闭剂，其特征在于，其原料包括以下质量份组份：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90‑110份。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温封闭剂，其特征在于，其原料包括以下质量份组份：环氧有机硅清漆100份及氨基硅油固化剂90-110份。2.根据权利要求1所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述环氧有机硅清漆包括以下质量份组份：环氧有机硅树脂100份、聚磷酸流平剂1.5-2.5份、改性有机硅流平剂1.5-2.5份、紫外光稳定剂1.5-2.5份、可见光稳定剂1.5-2.5份及溶剂90-110份。3.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述环氧有机硅树脂的制备方法，包括：将100质量份环氧树脂及90-110质量份二甲苯混合，在80-100℃下溶解2-3h，再加入35-45质量份有机硅中间体及1-3份钛酸异丙酯，升温至130-140℃，反应4-5h至溶液澄清透明。4.根据权利要求3所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述有机硅中间体的分子结构如下式所示：其中，n＝10-15。5.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述聚磷酸流平剂为德国BYK公司的BYK358。6.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述改性有机硅流平剂为德国BYK公司的BYK320。7.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述紫外光稳定剂为德国BYK公司的220。8.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述可见光稳定剂为德国BYK公司的9061。9.根据权利要求2所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述的溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、甲苯、丙酮或乙酸乙酯中的至少一种。10.根据权利要求1所述一种耐高温封闭剂，其特征在于，所述固化剂分子结构如下式：...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺晨，曾一兵，任英，李晨光，马康智，孙伟华，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11