一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法，通过非涂胶面保护，可以确保待防护面的尺寸及位置满足要求；通过采用丝网刮胶，保证涂层厚度的均匀性；通过确保涂覆的完整性、连续性，可以防止恶劣的外层空间环境对待防护面的影响；通过选用具有优良的在轨环境适应能力，特别是原子氧防护能力的有机硅橡胶，从而满足航天器在轨舱外15年的使用寿命要求。

Preparation of an Atomic Oxygen-proof Silicone Rubber Coating for Space Applications

The invention discloses a preparation method of an atom-proof silicone rubber coating for space use, which ensures that the size and position of the protective surface can meet the requirements by protecting the non-coated surface; ensures the uniformity of the coating thickness by using wire mesh scraper; and prevents the influence of harsh outer space environment on the protective surface by ensuring the integrity and continuity of the coating; It is equipped with silicone rubber with excellent on-orbit environmental adaptability, especially atomic oxygen protection ability, so as to meet the 15-year service life requirements of spacecraft outside the orbital module.

【技术实现步骤摘要】
一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法
本专利技术设计航空航天
，尤其是涉及一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层制备方法。
技术介绍
LEO环境中的原子氧是导致航天器材料发生性能变化的主要原因。一方面原子氧具有很强的氧化性，可能与材料直接发生化学反应；另一方面，当飞行器以轨道速度在LEO中运行时，原子氧与其撞击材料时的平均动能达4～5eV，在这一过程中，可能引起材料性能的变化，进而影响飞行器的使用寿命。随着空间技术的发展，现已有型号提出了在轨寿命长达15年的要求，原子氧总剂量为7.83×1026个/m。以太阳电池阵常用的基板材料聚酰亚胺为例，其原子氧剥蚀率为3.0×10-24cm3/atom，若厚度为50μm的聚酰亚胺膜直接暴露在轨道环境中，3～6个月就会被剥蚀，无法满足全寿命要求。国内在防原子氧技术的研究上主要有两个技术途径，包括体材改性、表面改性，经试验，以上两种技术途径均无法满足高剂量的原子氧防护要求，说明目前的技术和工艺水平距离工程化还有较大差距，还无法短期在工程应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法，采用在待防护材料表面涂覆有机硅橡胶的方法实现空间原子氧防护。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)非涂胶面保护：用聚酰亚胺胶带或聚酯胶带对非涂胶面进行粘贴保护；(2)待防护表面清洁：根据待防护表面材料状态选用有机溶剂对其表面进行清洁，自然晾干或吹干后，检查表面无多余物转入下步工序；(3)防原子氧有机硅橡胶配制：将防原子氧有机硅橡胶的硅橡胶和固化剂按重量比(5～10)：1混合，搅拌均匀后进行除气操作；(4)胶层涂覆：根据待防护表面形状选用适宜的涂覆方法：待防护表面为连续平面，选用丝网进行胶层刮涂；待防护表面为曲面，选用刷涂进行涂层的涂覆；(5)固化：将实施涂层后的产品放置于存储架上，温度不低于18℃，湿度不大于80％，于10万级洁净度环境内固化；若后续有粘接工序，固化时间2～7天；若后续无粘接工序，固化时间应不少于7天；(6)胶层保护：当涂覆后无粘接工序，且固化时间不少于7天后，在胶层表面粘贴覆盖一层无胶PVC保护膜，应铺平无褶皱。所述步骤(4)中丝网进行胶层刮涂的方法为：将待防护表面向上固定在平台上，在其表面覆盖丝网框，在涂胶行程起点的丝网上放置硅橡胶，用聚酯刮板下压使丝网及待防护表面接触且保持压力，刮板挤压硅橡胶，使其通过丝网孔转移到待防护表面，涂覆完成后分离丝网与涂覆面，检查涂覆完全无漏涂。所述步骤(4)中刷涂方法为：用洁净毛刷蘸取适量硅橡胶在待防护曲面上刷涂，检查无漏涂。所述有机硅橡胶为RTV胶。所述待防护表面为聚酰亚胺或银的不耐原子氧材料。所述丝网材质为聚氨酯丝网，规格为80目～200目，张力为7N～15N。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用的有机硅橡胶分子结构中有大量的Si-O键以及SiO2基团，不与原子氧发生反应，是天然的防原子氧材料。2、本专利技术采用的原材料为RTV硅橡胶，在空间中一直作为胶粘剂材料使用，经多系列多型号各轨道的飞行验证，经过了原子氧试验、高轨电离总剂量辐照试验、高低温粘接强度测试、高低温循环试验及热真空试验等，具有良好的空间环境适应性。3、本专利技术采用涂覆方法的有机硅橡胶与聚酰亚胺、银等材料具有良好的结合力，可保证原子氧防护的持续性，以及后续粘接工序的兼容性。4、专利技术采用的有机硅橡胶在作为胶粘剂使用期间积累了大量可作为防护涂层实施的经验和工艺参数，可保证工艺的可操作性，以及保证涂层的连续性和均匀性。5、本专利技术采用的有机硅橡胶固化的环境条件易控，具备超净间内的水平桌面即可，无需额外设备。6、本专利技术采用的非涂胶区保护，能够有效的保证待防护面的尺寸及位置要求。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。操作的工艺环境要求为温度：23℃±5℃，相对湿度：30％～60％，洁净度：10万级。实例中待防护表面为聚酰亚胺基板，主要工艺流程如下所示：(1)非涂胶面保护按照设计图纸要求用聚酰亚胺胶带对非涂胶面进行粘贴保护。(2)待防护表面清洁用无水乙醇棉对基板表面清洁2次，用丙酮棉清洁2次，自然晾干15min后，检查表面无多余物转入下步工序；(3)防原子氧有机硅橡胶配制将硅橡胶和固化剂按重量比5：1混合，搅拌均匀后在-0.5MPa环境中保持15min进行除气操作。(4)胶层涂覆将基板待防护表面向上放置在专用平台上，从侧面观察基板两侧的曲面段应在平台外侧悬空，固定基板。在其表面覆盖80目丝网，在丝网上少量多次放置硅橡胶，保持刮板角度为50°～80°，力度为3.5N/cm～10N/cm，挤压硅橡胶，使其通过丝网孔转移到基板的平面段上，涂覆完成后分离丝网与涂覆面，检查涂覆完全无漏涂。基板平面段刮胶完毕后，用洁净毛刷蘸取适量硅橡胶在其曲面上刷涂，注意检查无漏涂。(5)固化将实施涂层后的产品放置于专用存储架上，温湿度与操作的工艺环境相同，固化时间8天。(6)胶层保护对胶层进行重量复测，厚度检验，外观检验后，在胶层表面粘贴覆盖一层无胶PVC保护膜。按照具体实施方式进行防原子氧有机硅橡胶涂层制备，经测试，制备的防原子氧有机硅胶涂层厚度为28μm～33μm，均匀度为±2.5μm，剪切强度为264N/cm2～301N/cm2。从以上具体实施方式可知：通过非涂胶面保护，可以确保待防护面的尺寸及位置满足要求；通过采用丝网刮胶，保证涂层厚度的均匀性；通过确保涂覆的完整性、连续性，可以防止恶劣的外层空间环境对待防护面的影响；通过选用具有优良的在轨环境适应能力(高低温、热真空、电离总剂量辐照、紫外辐照、原子氧等)，特别是原子氧防护能力的有机硅橡胶，从而满足航天器在轨舱外15年的使用寿命要求。以上所述的实施例仅用于说明本专利技术的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本专利技术的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利技术的专利范围，即凡本专利技术所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本专利技术的专利范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)非涂胶面保护：用聚酰亚胺胶带或聚酯胶带对非涂胶面进行粘贴保护；(2)待防护表面清洁：根据待防护表面材料状态选用有机溶剂对其表面进行清洁，自然晾干或吹干后，检查表面无多余物转入下步工序；(3)防原子氧有机硅橡胶配制：将防原子氧有机硅橡胶的硅橡胶和固化剂按重量比(5～10)：1混合，搅拌均匀后进行除气操作；(4)胶层涂覆：根据待防护表面形状选用适宜的涂覆方法：待防护表面为连续平面，选用丝网进行胶层刮涂；待防护表面为曲面，选用刷涂进行涂层的涂覆；(5)固化：将实施涂层后的产品放置于存储架上，温度不低于18℃，湿度不大于80％，于10万级洁净度环境内固化；若后续有粘接工序，固化时间2～7天；若后续无粘接工序，固化时间应不少于7天；(6)胶层保护：当涂覆后无粘接工序，且固化时间不少于7天后，在胶层表面粘贴覆盖一层无胶PVC保护膜，应铺平无褶皱。

【技术特征摘要】
1.一种空间用防原子氧有机硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)非涂胶面保护：用聚酰亚胺胶带或聚酯胶带对非涂胶面进行粘贴保护；(2)待防护表面清洁：根据待防护表面材料状态选用有机溶剂对其表面进行清洁，自然晾干或吹干后，检查表面无多余物转入下步工序；(3)防原子氧有机硅橡胶配制：将防原子氧有机硅橡胶的硅橡胶和固化剂按重量比(5～10)：1混合，搅拌均匀后进行除气操作；(4)胶层涂覆：根据待防护表面形状选用适宜的涂覆方法：待防护表面为连续平面，选用丝网进行胶层刮涂；待防护表面为曲面，选用刷涂进行涂层的涂覆；(5)固化：将实施涂层后的产品放置于存储架上，温度不低于18℃，湿度不大于80％，于10万级洁净度环境内固化；若后续有粘接工序，固化时间2～7天；若后续无粘接工序，固化时间应不少于7天；(6)胶层保护：当涂覆后无粘接工序，且固化时间不少于7天后，在胶层表面粘贴覆盖一层无胶PVC保护膜，应铺平无褶皱。2.根据权利要求1所述的空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李潇，李小利，庞志新，郝晓丽，解晓莉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十八研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12